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

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
11 фильмов с потрясающей атмосферой, способных заменить путешествие 11 фильмов с потрясающей атмосферой, способных заменить путешествие

Эти фильмы буквально созданы для того, чтобы окунуться в атмосферу других стран

Esquire
Смертельный вирус для нефти 60+: как Россию вытесняли с китайского рынка и чем все закончилось Смертельный вирус для нефти 60+: как Россию вытесняли с китайского рынка и чем все закончилось

Стабильность 2019 года в отношениях России с ОПЕК оказалась мнимой

Forbes
На погоду кости ломит: как метеозависимость влияет на самочувствие На погоду кости ломит: как метеозависимость влияет на самочувствие

Многие страдают от заболеваний, обостряющихся при перемене погоды

Cosmopolitan
Верхом на танкере: зачем матерые лоцманы играют в кораблики Верхом на танкере: зачем матерые лоцманы играют в кораблики

Профессионализм моряков может вызывать восхищение, но как они его нарабатывают?

Популярная механика
Гностики: поэтичные тайны злого демиурга Гностики: поэтичные тайны злого демиурга

Расколы и ереси. Проект Сергея Ходнева

Weekend
Гречишники Гречишники

Еда с Еленой Чекаловой

Weekend
На понятном языке На понятном языке

Как появился Kotlin, и правда ли, что он идеален для программирования

Популярная механика
«Война Алана» Эмманюэля Гибера «Война Алана» Эмманюэля Гибера

Французский комиксист Эмманюэль Гибер разбирает «чужие воспоминания»

Weekend
Создатели Futurology AI — о «Кэти», ботах и том, как спасти бизнес Создатели Futurology AI — о «Кэти», ботах и том, как спасти бизнес

Как «умные» роботы помогут найти работу и победить кибербуллинг

РБК
Как уговорить бренд первой леди США сотрудничать с вашим стартапом Как уговорить бренд первой леди США сотрудничать с вашим стартапом

Будьте настойчивы и прозрачны, и вам откроются двери компаний

Forbes
Константин Хабенский: «Страшнее всего стать ментором» Константин Хабенский: «Страшнее всего стать ментором»

Константин Хабенский — о правилах профессии, рефлексии и дружбе с автомобилем

РБК
Пандемия со скидкой: Россия выделила на помощь населению и бизнесу в 70 раз меньше Германии Пандемия со скидкой: Россия выделила на помощь населению и бизнесу в 70 раз меньше Германии

Антикризисный пакет правительства России пока выглядит достаточно скромно

Forbes
Что нужно знать об антибиотиках: 4 популярных мифа Что нужно знать об антибиотиках: 4 популярных мифа

На что на самом деле способны антибиотики

Популярная механика
Фейсбук-проповеди, мамблкор, VR: что и как мы смотрим в эпоху пандемии Фейсбук-проповеди, мамблкор, VR: что и как мы смотрим в эпоху пандемии

Какие жанры служат смысловыми ориентирами и формируют зрительские привычки

РБК
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
Облегчить, нельзя вылечить Облегчить, нельзя вылечить

Рассказываем об эффективности (и бесполезности) плацебо

N+1
Советские автомобили, который выпускали за границей Советские автомобили, который выпускали за границей

Все уже украдено у нас

Maxim
Не только ретроградный: что о тебе может рассказать твой Меркурий? Не только ретроградный: что о тебе может рассказать твой Меркурий?

В каком знаке зодиака твой Меркурий и как это можно использовать во благо

Cosmopolitan
Я знаю, что вы делали прошлым вечером... Я знаю, что вы делали прошлым вечером...

Наши читатели рассказывают, как проводят 24 часа в сутки в кругу семьи

Лиза
В преддверии глобальной сделки: окажутся ли ключевые производители нефти в одной упряжке В преддверии глобальной сделки: окажутся ли ключевые производители нефти в одной упряжке

Будет ли заключена новая сделка ОПЕК+?

Forbes
«Как работает музыка» «Как работает музыка»

Отрывок из книги Дэвида Бирна: что и как музыка делает с человеком

N+1
Эмпатия в бизнесе. Почему из сверхчувствительных людей получаются лучшие руководители Эмпатия в бизнесе. Почему из сверхчувствительных людей получаются лучшие руководители

Почему повышенная чувствительность — конкурентное преимущество

Forbes
5 самых забавных научных иллюстраций: рыба в космосе и морж-супермен 5 самых забавных научных иллюстраций: рыба в космосе и морж-супермен

Некоторые научные концепции проще нарисовать, чем объяснить

Популярная механика
На что обращают внимание миллениалы при выборе работы На что обращают внимание миллениалы при выборе работы

С молодыми специалистами сегодня можно достичь серьезных успехов

СНОБ
Мозговой имплант вернул парализованному человеку осязание Мозговой имплант вернул парализованному человеку осязание

Десять лет назад Ян Буркхарт во время дайвинга повредил спинной мозг

Популярная механика
Четыре юных кавалера: истории любви Ирины Аллегровой Четыре юных кавалера: истории любви Ирины Аллегровой

Её называют императрицей российской эстрады не только из-за любимой песни

Cosmopolitan
Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново

Проблемы крупного сетевого бизнеса в период самоизоляции

СНОБ
«Переиграл сам себя»: Bloomberg рассказал о «болезненной уступке» Путина в нефтяной войне с саудовцами «Переиграл сам себя»: Bloomberg рассказал о «болезненной уступке» Путина в нефтяной войне с саудовцами

Владимир Путин «переиграл сам себя», когда отказался от сокращения добычи нефти

Forbes
«Я не хочу превращаться в старого брюзгу» «Я не хочу превращаться в старого брюзгу»

Евгений Маргулис о современных трендах и о том, как не стареть душой

OK!
Открыть в приложении