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

Пять распространённых стереотипов о женщинах

Cosmopolitan
16 самых молодых холостяков-миллиардеров из списка Forbes 16 самых молодых холостяков-миллиардеров из списка Forbes

Богатейших люди мира до 40 лет, не связанные узами брака

Forbes
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
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
Главные по тарелочкам: как американцы Главные по тарелочкам: как американцы

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

Популярная механика
Что делать, если у тебя кривой половой член? Причины и способы решения проблемы Что делать, если у тебя кривой половой член? Причины и способы решения проблемы

Возможно ли выпрямить член? А, главное, нужно ли?

Playboy
Забытая трагедия ленинградского троллейбуса №2 Забытая трагедия ленинградского троллейбуса №2

Маршрут повышенной опасности

Maxim
От мамонта до вертолетов ВВС США: что может поднять Ми-26 От мамонта до вертолетов ВВС США: что может поднять Ми-26

Самый большой вертолет в мире из ныне существующих был построен в нашей стране

Популярная механика
Русский грипп: самая странная пандемия современности Русский грипп: самая странная пандемия современности

Пандемия «красного» гриппа, охватившая мир в 1977-78 гг., остается загадкой

Популярная механика
Деньги на ветер: 9 покупок, которые вредят семейному бюджету Деньги на ветер: 9 покупок, которые вредят семейному бюджету

Сначала спросите у себя: «А оно мне нужно?»

Cosmopolitan
Наследницей якобы заболевшего Ким Чен Ына называют его сестру Ким Ё Чжон. Что о ней известно Наследницей якобы заболевшего Ким Чен Ына называют его сестру Ким Ё Чжон. Что о ней известно

В случае кончины Ким Чен Ына власть перейдет к его младшей сестре

Maxim
«У меня много задач» «У меня много задач»

С Эмином Агаларовым мы обсудили проблемы индустрии развлечений в новых реалиях

OK!
Ветра на коричневом карлике оказались сильнее юпитерианских Ветра на коричневом карлике оказались сильнее юпитерианских

Астрономы впервые смогли измерить среднюю скорость ветров, бушующих на экваторе

N+1
Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях

67-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Испанские дельфины стали чаще болеть язвой желудка из-за червей-паразитов Испанские дельфины стали чаще болеть язвой желудка из-за червей-паразитов

Число случаев открытой язвы желудка у дельфинов заметно выросло

N+1
Роскошный мужчина с повязкой на глазу: как возник один из самых успешных рекламных образов в мужской моде XX века Роскошный мужчина с повязкой на глазу: как возник один из самых успешных рекламных образов в мужской моде XX века

Одна из самых громких рекламных кампаний мужской моды XX века

Esquire
Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе

О съемках животных в кино рассказывают агенства и хозяева

VC.RU
Ангелина во плоти Ангелина во плоти

Бесстрашная актриса Ангелина Поплавская – без маски и химзащиты

Maxim
Домашний автосалон: как купить автомобиль в интернете Домашний автосалон: как купить автомобиль в интернете

Несколько вопросов, которые избавят от страха покупки машины в интернете

РБК
«Валите отсюда». Как москвичи превратились в «понаехавших» «Валите отсюда». Как москвичи превратились в «понаехавших»

«Чумные времена» столетиями оказывают один и тот же эффект

СНОБ
Витамин В9 против стресса, и не только Витамин В9 против стресса, и не только

Витамин В9 необходим организму всегда, а особенно в условиях стресса

Здоровье
Это аутоиммунное Это аутоиммунное

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

N+1
Трагедия Эйнштейна, или Счастливый Сизиф Трагедия Эйнштейна, или Счастливый Сизиф

Очерк четвёртый: «Стремление к истине ценнее обладания ею»

Наука и жизнь
100 метров от дома 100 метров от дома

Риналь Мухаметов не боится за время карантина пропасть с радаров

OK!
Собянин прекратил работу большинства организаций и ввел пропуска в Москве Собянин прекратил работу большинства организаций и ввел пропуска в Москве

Сергей Собянин объявил о приостановке работы большинства организаций в Москве

Forbes
«Плачу за лишнее время». Как ездить в такси с пропуском «Плачу за лишнее время». Как ездить в такси с пропуском

Водителей такси обязали проверять цифровой пропуск у всех пассажиров

РБК
Не надо красить тонущий корабль. 10 советов хорошему менеджеру Не надо красить тонущий корабль. 10 советов хорошему менеджеру

Отрывок из книги «В главных ролях» Татьяны Рунге об управлении сотрудниками

Forbes
Уроки испанки: что ждет экономику после пандемии Уроки испанки: что ждет экономику после пандемии

Одно из последствий эпидемии может быть взрывной рост экономики

Forbes
Навстречу мечте Навстречу мечте

Интервью с Еленой Лысенко-Салтыковой – первой в России женщиной-машинистом

Cosmopolitan
Парни с коробками Парни с коробками

Архитекторы из Москвы придумали компактные модульные комнаты для сна

Forbes
Открыть в приложении