По оценке физиков максимум распространения информации под водой - 80 метров

N+1Наука

Физики наладили 30-метровую линию квантовой связи в турбулентных потоках воды

Артем Моськин

Схема проведения квантовой передачи зашифрованной информации под водой. Frederic Bouchard et al. / arxiv.org, 2020

Физики с помощью протокола квантовой связи BB84 зашифровали сообщение и передали пучком света под водой с турбулентным течением на 30 метров. По полученным оценкам максимальное расстояние работы линии зашифрованной связи может составлять до 80 метров. Препринт работы опубликован на сайте arxiv.org.

С развитием квантовых компьютеров и алгоритмов (например, алгоритм Шора способен за логарифмическое время — время обработки растет, как логарифм числа, — разложить большое число на два простых множителя для взлома ключа алгоритма шифрования RSA) все более актуальными становятся квантовые алгоритмы шифрования информации. С момента реализации протокола BB84 в 1984 году квантовое распределение ключа шифрования стало наиболее надежным вариантом для защищенной связи. На сегодняшний день ученые разработали коммерчески доступные устройства с квантовым распределением ключа через оптоволокно и новые протоколы для увеличения безопасности и частоты обновления ключей, а также провели эксперименты по квантовой передаче через канал спутниковой связи.

Многие протоколы имеют преимущество за счет многомерных квантовых состояний. Квантовая информация обычно кодируется на одном из компонентов степеней свободы фотона — поляризация, запаздывание, позиция и поперечный момент. Но можно использовать и несколько степеней свободы для образования более сложной структуры состояния фотона, например, когерентная комбинация поляризации и орбитального углового момента создает состояние фотона, которое используют в микроскопии, оптических пинцетах, классической и квантовой связи. Подробнее про принципы квантовой связи можно прочитать в нашем материале «Квантовая азбука: „Телепортация“».

Ученые реализуют протоколы квантового распространения ключа через каналы в свободном пространстве, однако в последнее время исследователи решают проблему защищенного обмена информацией между подводными исследовательскими аппаратами и кораблями на поверхности воды. Поглощение водой волн радиодиапазона привело к доминированию акустической технологии в обмене информацией под водой, но между 400 и 500 нанометрами есть окно прозрачности, в котором возможна квантовая и оптическая связь. Теоретические расчеты показывают, что максимум распространения информации в спокойных условиях — 300 метров при длине волны в 418 нанометров, чего достаточно для связи с исследовательскими аппаратами. Однако в водной среде нельзя не учитывать турбулентное течение, которое локально изменяет коэффициент преломления воды и приводит к смещению и искажению луча света. А потому ученые оптимизируют протоколы для увеличения расстояния связи и скорости обмена ключами.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает

Разберем когнитивный диссонанс на понятных примерах

Playboy
Цивилизация Цивилизация

Они одними из первых освоили инженерию, завели армию, монархию и дипломатию

Вокруг света
Рис: польза и вред для здоровья одного из самых популярных продуктов Рис: польза и вред для здоровья одного из самых популярных продуктов

Так ли он хорош рис для здоровья

Playboy
Карантин наедине с нарциссом: как это пережить Карантин наедине с нарциссом: как это пережить

Вынужденная самоизоляция оказалась непростым испытанием для многих семей

Psychologies
Лептин: что это за гормон и почему он мешает похудеть Лептин: что это за гормон и почему он мешает похудеть

Почему для некоторых работает одна схема похудения, а для других — нет?

Psychologies
Как спасти кожу рук после использования санитайзеров Как спасти кожу рук после использования санитайзеров

Как помочь коже рук оставаться мягкой и здоровой

Psychologies
Гордо реет Гордо реет

В интерьере этого дома задействованы реечные панели, имитирующие фактуру фасада

AD
Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца

Изображения с высоким разрешением сделал суборбитальный телескоп NASA Hi-C

N+1
Владимир Васильев: «Если серьезно, цифра 80 до сих пор не укладывается в голове» Владимир Васильев: «Если серьезно, цифра 80 до сих пор не укладывается в голове»

Интервью с артистом балета Владимиром Васильевым

Караван историй
Десять детей и вечные скандалы: история бурных отношений Эдди Мерфи с женщинами Десять детей и вечные скандалы: история бурных отношений Эдди Мерфи с женщинами

Личная жизнь Эдди Мерфи была не менее бурной, чем в кино

Cosmopolitan
Клуни, Аффлек или Бэйл: кто из актеров сыграл Бэтмена лучше всех Клуни, Аффлек или Бэйл: кто из актеров сыграл Бэтмена лучше всех

Роль Бэтмена в кино - одна из самых престижных, особенно сейчас

Cosmopolitan
Диванный эксперт Диванный эксперт

Худейте, лёжа на диване

Худеем правильно
Спасите наши души Спасите наши души

О профессии будущего — spiritual worker

Tatler
Малометалличные звезды указали на чужеродное происхождение Омеги Центавра Малометалличные звезды указали на чужеродное происхождение Омеги Центавра

Шаровое скопление Омега Центавра может быть остатком карликовой галактики

N+1
Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис

Предпринимательницы о том, как сейчас обстоят дела и к чему они готовятся

Forbes
Скворцова предложила подключать к одному аппарату ИВЛ четырех пациентов. Федерации реаниматологов не нравится эта идея Скворцова предложила подключать к одному аппарату ИВЛ четырех пациентов. Федерации реаниматологов не нравится эта идея

Почему идея нового аппарата ИВЛ вызвала такой резонанс среди медиков?

СНОБ
Вся правда о чип-тюнинге: риски, нюансы и таблица мощности Вся правда о чип-тюнинге: риски, нюансы и таблица мощности

Увеличение мощности двигателя может обернуться рядом проблем

РБК
В Голливуд из глубинки! Как выглядели русские модели до того, как прославились В Голливуд из глубинки! Как выглядели русские модели до того, как прославились

Как выглядели "наши" топ-модели до того, как добились успеха на западе

Cosmopolitan
«Меня избил мужчина, которого я любила»: Анфиса Чехова пережила домашнее насилие «Меня избил мужчина, которого я любила»: Анфиса Чехова пережила домашнее насилие

Анфиса Чехова заявила, что знает о домашнем насилии не понаслышке

Cosmopolitan
Как отключить обновление Windows 10: самые действенные способы Как отключить обновление Windows 10: самые действенные способы

Надоели долгие обновления, возникающие в самый неподходящий момент?

CHIP
Я не знаю, кто я: как найти дорогу обратно к себе Я не знаю, кто я: как найти дорогу обратно к себе

Как бы вы себя охарактеризовали, если исключить из описания перечень ролей

Psychologies
17 самых несчастных комиков и юмористов 17 самых несчастных комиков и юмористов

Почему самым веселым людям в мире так не везет?

Maxim
«Безумный зверь» с Мадагаскара поможет разобраться в эволюции на островах «Безумный зверь» с Мадагаскара поможет разобраться в эволюции на островах

Палеонтологи обнаружили полный скелет гондванатерия

N+1
Как Китай пытается выяснить реальные масштабы пандемии Как Китай пытается выяснить реальные масштабы пандемии

Власти Китая разворачивают новую программу тестирования

Forbes
Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации

Подборка самых интересных романов о взлетах и падениях цивилизаций будущего

Популярная механика
Стратегия диванной войны. Чем нынешний кризис отличается от всех предыдущих Стратегия диванной войны. Чем нынешний кризис отличается от всех предыдущих

У нынешнего кризиса много параллелей с военным временем

Forbes
«Жилетка для слез»: как помочь подростку не утонуть в чужих проблемах «Жилетка для слез»: как помочь подростку не утонуть в чужих проблемах

Быть единственной опорой для друга нелегко

Psychologies
Вышла подышать Вышла подышать

Наш корреспондент осваивала дыхание чакрами

Cosmopolitan
Распаковка Y-хромосомы приблизила старость самцов дрозофилы Распаковка Y-хромосомы приблизила старость самцов дрозофилы

Почему самцы живут меньше самок?

N+1
Правила жизни Кирстен Данст Правила жизни Кирстен Данст

Актриса, Нью-Джерси, 38 лет

Esquire
Открыть в приложении