Турбулентність допоможе передавати оптичні сигнали на великі відстані Автор: Andriy · Опубліковано: 04.03.2010 10:01 · Розділ: Нові технології

Атмосферна турбулентність. Фото взято з сайту sci-lib.com
Атмосферна турбулентність. Фото взято з сайту sci-lib.com

Нові дослідження в галузі передачі квантових оптичних сигналів на далекі відстані показують, що особливі умови атмосферної турбулентності можуть сприяти комунікації більш ніж на 100 км. Якщо порівнювати втрати в атмосфері з транспортуванням сигналу на ті ж відстані за допомогою оптоволокна, повітряний канал виявляється навіть більш вигідним.

Захист даних - один з найважливіших розділів сучасних інформаційних технологій, що знаходить своє застосування у фінансових, військових і навіть особистих комунікаціях. Деякі вважають, що розвиток високопродуктивних обчислень на основі квантової механіки може зламати схеми шифрування даних, які використовуються на сьогоднішній день. Проте, квантова механіка може мати в інформаційних технологіях і більш важливе корисне застосування. З її допомогою можна реалізувати безпечну схему передачі ключів до шифрів (послідовностей чисел, що дозволяють прочитати зашифроване повідомлення) на далекі відстані. Зробити це можна було б з використанням так званих «спарених» (на квантово-механічному рівні) фотонів, для яких фіксація (тобто вимірювання) одного з них впливає на результат вимірювання іншого. Квантовий зв'язок руйнується, якщо один з пов'язаних фотонів виявляється перехопленим по дорозі до адресата. Таким чином, адресат дізнається про спробу прослуховування.

Раніше вважалося, що ця схема не працездатна, якщо мова йде про оптичну передачу інформації через атмосферу. Через турбулентність оптичні сигнали, що посилаються на великі відстані по повітрю, відхиляються від свого первісного маршруту, при цьому зв'язок між фотонами втрачається. Тобто адресат може не отримати повідомлення взагалі, або отримати його «з позначкою» про спробу прослуховування.

Однак, в лютневому номері журналу Physical Review A австрійські дослідники опублікували статтю, де довели, що інформація, закодована в кванти світла, за певних умов може передаватися в атмосфері навіть краще, ніж оптична. Вчені виявили, що деякі фотони, всупереч очікуванням, після транспортування через турбулентну атмосферу, залишаються пов'язаними. Такий ефект спостерігається для однієї пари фотонів з мільйона, які «стартували», але саме для неї ступінь пов'язаності частинок в кінці шляху залишається досить високим.

В опублікованій статті команда привела пояснення торішніх експериментів, в рамках яких виявилося, що два фотони залишалися пов'язаними на квантово-механічному рівні, переміщаючись на відстані більше 100 км (експерименти проводилися між двома з групи Канарських островів недалеко від берега Марокко). Згідно з їхньою теорією атмосферна турбулентність навіть «грала на руку», хоча, це зовсім не означає, що ще більші збурення призведуть до кращих результатів. Як говорять учасники досліджень, при збільшенні турбулентності якість зв'язку буде погіршуватися (адже буде знижуватися кількість частинок, які «фінішували» і зберегли зв'язаність), але, у порівнянні з втратами при передачі даних на ті ж відстані в оптоволокні, такий повітряний канал виявляється кращим.

Результати досліджень австрійських вчених можуть бути корисними для розробки методів швидких і, в той же час, захищених квантових комунікацій на далекі відстані.

Джерело sci-lib.com


Інші новини розділу

  • Цікаві факти про компресор

    Цікаві факти про компресор · Jane Holiday · 19.05.2017 12:02

    Компресор – це енергетична машина чи пристрій для підвищення тиску (стискання) та переміщення газоподібних речовин. «Батьком» компресора був насос, він винайдений тисячу років тому. Зараз вони використовуються в найрізноманітніших галузях промисловості.


  • Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії

    Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії · kseniya_www · 15.04.2017 21:14

    Канадська компанія Hydrostor розробила нову систему зберігання енергії на основі стисненого повітря, яка дешевша літій-іонних акумуляторних батарей, а також не використовує природний газ, як це роблять інші системи такого типу.


  • 2017: найочікуваніші гаджети

    2017: найочікуваніші гаджети · Anastasia · 16.01.2017 10:19

    Минулий рік не відзначився революційними новинками у сфері широкого вжитку. Прозорі чи гнучкі смартфони не з’явилися на ринку, а гаджети, які працюють за допомогою безпровідної зарядки акумулятора, без сумніву потрібно вдосконалювати. Також відкритим залишається питання про заряд звичних акумуляторів, які при інтенсивному використанні смартфону працюють не більше одного дня. До вашої уваги підбірка апаратів, які будуть конкурувати на ринку і зацікавлять суспільство у 2017.


  • Найкращі технологічні новинки 2016

    Найкращі технологічні новинки 2016 · Anastasia · 09.01.2017 13:35

    Минулий рік видався багатим на техно-новинки в сфері віртуальної реальності та використання дронів. Не менш важливим є представлення концепту «сонячного даху», що у майбутньому дасть можливість позбавитися електроенергії. Інтенсивність розвитку саме цих відгалужень зумовлена в першу чергу потребою людства у збереженні екологічної системи нашої планети.


  • Як вибрати праску?

    Як вибрати праску? · Anastasia · 04.01.2017 17:06

    Вдома ми користуємося багатьма гаджетами, які спрощують нам життя і допомагають виглядати на всі сто. Тому при виборі праски для домашнього вжитку ще в магазині слід звертати увагу на такі дрібниці як поверхня, якість ручки та допоміжні деталі. Далі декілька корисних порад, щоб обрати найоптимальніший варіант за співвідношенням ціна - якість.