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

20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
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
Как самоизоляция влияет на наш секс Как самоизоляция влияет на наш секс

Как проблемы внешнего мира могут сказаться на интимной жизни

Psychologies
7 симптомов предиабетного состояния, которые нельзя игнорировать (это не шутки) 7 симптомов предиабетного состояния, которые нельзя игнорировать (это не шутки)

Не отмахивайся от этих тревожных звоночков

Playboy
Нужен ли вам персональный стилист Нужен ли вам персональный стилист

В каком случае необходимо обратиться к специалисту по стилю?

GQ
«Такого никогда не было»: что означает отрицательная цена на американскую нефть «Такого никогда не было»: что означает отрицательная цена на американскую нефть

Впервые в истории цены на нефть марки WTI стали отрицательными

Forbes
Переходный период Переходный период

Философ Александр Нечаев: как получилось, что миропорядок пришел в беспорядок

Esquire
Это аутоиммунное Это аутоиммунное

Как ученые поверили, что иммунитет может вредить организму, и начали это лечить

N+1
Прожить 100 лет — легко! 8 фактов о здоровье сердца, которые ты должна знать Прожить 100 лет — легко! 8 фактов о здоровье сердца, которые ты должна знать

О сердце нужно заботиться постоянно!

Cosmopolitan
История одной песни: «Stayin' Alive» трио Bee Gees История одной песни: «Stayin' Alive» трио Bee Gees

Хит, который дал старт моде на песни про выживание. А также стал символом диско

Maxim
«Время работает на тебя»: Хавьер Бардем об актерской зрелости, честных эмоциях и долгих разлуках с Пенелопой Крус «Время работает на тебя»: Хавьер Бардем об актерской зрелости, честных эмоциях и долгих разлуках с Пенелопой Крус

Интервью с Хавьером Бардемом о силе жизненного опыта и актерской зрелости

Forbes
Межконтинентальная баллистическая ракета: как она устроена Межконтинентальная баллистическая ракета: как она устроена

Межконтинентальная баллистическая ракета – весьма впечатляющее творение человека

Популярная механика
Супергерой и дочь Терминатора: история любви Криса Прэтта и Кэтрин Шварценеггер Супергерой и дочь Терминатора: история любви Криса Прэтта и Кэтрин Шварценеггер

Актер Крис Прэтт и писательница Кэтрин Шварценеггер ждут рождения первенца

Cosmopolitan
Награда для героини Награда для героини

В поддержке и признании нуждаются все женщины

Robb Report
Море зовёт Море зовёт

Традиционный яхтенный обзор в майском номере Robb Report

Robb Report
Для рывка: все о пользе и вреде пива Для рывка: все о пользе и вреде пива

Чего в пиве хорошего, а чего плохого, и вообще — вредно пиво в итоге или полезно

Популярная механика
«Секретное оружие»: почему Мексика стала самой влиятельной страной в нефтяной сделке «Секретное оружие»: почему Мексика стала самой влиятельной страной в нефтяной сделке

Новая сделка экспортеров нефти из ОПЕК+ оказалась на волоске из-за Мексики

Forbes
#пронауку: как время приема пищи влияет на здоровье и вес #пронауку: как время приема пищи влияет на здоровье и вес

Диетологи советуют тщательно изучать состав продуктов

РБК
Почему Wi-Fi не работает: причины проблемы и решения Почему Wi-Fi не работает: причины проблемы и решения

Если WLAN-сеть перестала работать, на то может быть множество причин

CHIP
Бизнес на желании спать: сколько стоит запустить производство капсул для сна и какие есть сложности Бизнес на желании спать: сколько стоит запустить производство капсул для сна и какие есть сложности

Капсулы и кабины для сна позволяют по-новому взглянуть на концепцию отдыха

VC.RU
Филолог — в жизни, бандит — на экране. Тайны личной жизни Анатолия Журавлева Филолог — в жизни, бандит — на экране. Тайны личной жизни Анатолия Журавлева

Анатолий Журавлев обожает искусство и даже имеет специальность филолога

Cosmopolitan
Химики разобрались в цветной фотографии середины XIX века Химики разобрались в цветной фотографии середины XIX века

Цвета на фотографии середины XIX века объяснили распределением наночастиц

N+1
Нескучная самоизоляция: в какие игры сыграть в нерабочие дни Нескучная самоизоляция: в какие игры сыграть в нерабочие дни

Игры, которые станут хорошим способом расслабиться в непростое время

Популярная механика
Психодрама: свобода действовать, свобода выбирать Психодрама: свобода действовать, свобода выбирать

Разговор об особенностях психодрамы, о страхах и дружбе, об эльфах и борще

Psychologies
Главные по тарелочкам: как американцы Главные по тарелочкам: как американцы

Что стоит за новостями с заголовками «Пентагон признал существование НЛО»?

Популярная механика
Полюбить себя: как сделать миссию выполнимой Полюбить себя: как сделать миссию выполнимой

Что действительно необходимо, чтобы неприязнь к своему телу уступила место любви

Cosmopolitan
Без ума от себя, без комплексов в сексе Без ума от себя, без комплексов в сексе

За право делать то, что нравится, и быть на виду, дамы расплатились комплексами

Домашний Очаг
«Атомная Анюта»: первый и последний ядерный выстрел «Атомная Анюта»: первый и последний ядерный выстрел

Существование артиллерийских снарядов с ядерной начинкой – широко известный факт

Популярная механика
Что на самом деле случилось 18 апреля 1930 года Что на самом деле случилось 18 апреля 1930 года

Новости «дня без новостей»

Weekend
Открыть в приложении