Подводный квантовый коммуникационный канал

29.08.2017

Эксперименты по созданию безопасных каналов квантовых коммуникаций были проведены уже не раз на Земле и в космосе. А недавно группа китайских исследователей создала первый в своем роде "подводный" квантовый коммуникационный канал, не требующий никаких оптических кабелей, используя для этого свет лазера и явление квантовой запутанности.

Проведенные китайскими исследователями эксперименты являются всего лишь первой "пробой пера" для технологий подводных квантовых коммуникаций. А дальнейшее развитие этого направления позволит передавать совершенно безопасным способом зашифрованные сообщения на субмарины или производить обмен данными между двумя коммуникационными пунктами, отделенными друг от друга обширными водными пространствами.

Для создания коммуникационного канала исследователи использовали свет лазера, пропущенный через сложную оптическую систему, состоящую из кристаллов, оптических фильтров и зеркал. На первом этапе оптическая система выделила из лазерного света только фотоны со строго определенной поляризацией. Затем луч света был расщеплен на два луча, в которых содержались запутанные на квантовом уровне фотоны. Один из лучей был направлен в кольцевой резонатор, а второй был направлен сквозь прозрачную трубу, длиной 3 метра, которая была заполнена обычной морской водой.

Вся эта система работала и ученые выяснили, что состояние квантовой запутанности сохраняется после "путешествия" фотонов сквозь морскую воду. "Полученные нами данные позволяют надеяться на то, что точной такой же метод будет работать и на больших расстояниях, что мы и собираемся проверить в самом ближайшем времени" - пишут исследователи.

Тем не менее, некоторые из сторонних ученых не очень уверены в положительном результате экспериментов с подводными квантовыми коммуникациями на больших расстояниях.

"Соленая морская вода интенсивно поглощает и рассеивает свет. Поэтому реализация оптических квантовых коммуникаций под водой будет сопряжена с рядом трудностей, некоторые из которых могут оказаться неразрешимыми на сегодняшний день" - пишет Джеффри Улман (Jeffrey Uhlmann), ученый из университета Миссури, специализирующийся в данном направлении, - "Тем не менее, все исследования в области подводных оптических коммуникаций важны, и когда-нибудь в будущем кому-нибудь из ученых все же удастся найти способ сделать все это реальностью".

<< Назад: Микроантенны для интерфейса мозг-компьютер 29.08.2017

>> Вперед: Найдена причина колебания яркости Солнца 28.08.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Психологическое состояние солдата покажет специальный маркер 23.10.2012 Американские военные ученые из Совета по оборонной науке (DSB) объявили, что в ближайшие годы с помощью геномики и биомаркеров появится возможность точно определять критическую черту, после которой солдат, как говорится, "съедет с катушек" или попросту станет неадекватно действовать. Пока единственным способом предотвратить такие случаи является профилактическая работа, а вот предсказать, когда именно человек дойдет до критической точки, еще нельзя. После трагедии в в Форт-Худ, штат Техас, когда майор Нидал Хасан убил 13 человек, в ноябре 2009 года DSB учредил целевую группу по исследованию проблемы прогнозирования агрессивного поведения. Впервые были намечены пути для реализации этой важной задачи, хотя ученые подчеркивают, что до надежного прогнозирования вспышки агрессии пока еще далеко. Ученые создали так называемую кривую отклика на стресс, которая показывает эффективность солдата на фоне стресса. На графике четко видно, что производительность труда растет вместе с уровнем стресса, однако под давлением люди работают лучше только до определенного момента. В конце концов, стресс продолжает расти, а производительность труда человека выравнивается. В определенный момент стресс достигает критической точки, производительность устремляется к нулю, а человек резко становится неадекватным и, например, начинает палить в толпу из пулемета. В докладе ученых из DSB отмечается, что серьезных случаев неадекватного поведения можно было бы избежать, если бы удалось организовать квалифицированный сбор данных, а окружающие имели хоть какие-то знания о приметах наступления кризиса. По мнению ученых, есть два пути решения проблемы неадекватного поведения в условиях стресса. Во-первых, необходимо повысить стрессоустойчивость солдат, то есть отодвинуть критическую точку и обеспечить работоспособность и вменяемость при серьезных психологических и физических нагрузках. Во-вторых, стоит организовать сбор и анализ данных о поведении человека, а также создать и широко использовать специальные датчики, которые смогут определять биомаркеры физиологических примет стресса. В этом случае удастся "выдернуть" человека из опасной обстановки до того, как он совершит непоправимый поступок.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025