• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28 мая
МТУСИ
195

В МТУСИ протестировали возможность применения адаптивного зеркала для улучшения характеристик атмосферной квантовой связи

4.3

Для защиты информации в условиях бурного развития квантовых технологий ученые предлагают использовать методы постквантовой криптографии или технологию квантового распределения ключей (КРК), которую часто называют квантовой связью. Реализовать сеть на технологии КРК в глобальном масштабе сегодня возможно с использованием спутниковых оптических систем связи, в которых передача квантовых битов на наземные терминалы осуществляется через свободную атмосферу.

Спутник / © NASA, unsplash.com

В отличие от волоконно-оптических систем связи, передача данных через свободную атмосферу подвержена влиянию погодных условий и турбулентные потоки воздуха могут существенно снижать эффективность как обычной оптической связи, так и квантовой, которая благодаря тому, что передача информации осуществляется одиночными фотонами, горазда сильнее подвержена влиянию возмущений плотности атмосферы.

Ранее в совместных исследования ученых и инженеров МТУСИ, «КуРэйт» и АО «Мостком» протестированы различные технические решения по реализации квантовой связи в атмосфере на основе использования серийного оборудования, выпускаемого российскими компаниями. При выполнении этих тестов скорость квантовой связи и величина квантовых битовых ошибок (QBER) очень сильно зависели от оптических потерь на атмосферной трассе.

Оптические потери мощности сигнала на атмосферной трассе, возникающие от воздействия турбулентных потоков, могут быть скомпенсированы за счет применения систем адаптивной оптики. Именно решением этой задачи в настоящее время и занимается объединенная научная группа, в которую входят сотрудники МТУСИ и ИДГ РАН. Следует заметить, что компенсация деструктивных воздействий турбулентных потоков актуально не только для систем КРК, но и для атмосферных оптических линий связи, которые планируется применять на важных промышленных объектах в качестве резервного канала.

Недавно учеными были проведены эксперименты, которые подтвердили способность адаптивного зеркала, разработанного в лаборатории «Атмосферная адаптивная оптика» ИДГ РАН имени М.А. Садовского, поддерживать более высокий средний уровень мощности на приемном устройстве связи в условиях создания на атмосферной трассе искусственных турбулентных возмущений.

«Оптические возмущения создавались с помощью обычного бытового тепловентилятора мощностью 2 кВт, горячий поток воздуха от которого направлялся на атмосферную трассу, в результате возникали хаотические колебания мощности на приемном устройстве. При этом минимальный уровень сигнала мог снижаться ниже порога чувствительности фотоприемника, однако при включении адаптивного зеркала минимальный уровень мощности поддерживался выше порога чувствительности фотоприемника, а уровень минимальных сигналов более чем в 3 раза был выше, чем без использования адаптивной оптической системы коррекции волнового фронта», — рассказала непосредственный участник экспериментов, зав. сектором «КРК в атмосферных линиях связи» НИО КЦ МТУСИ, кандидат технических наук Наталия Пчелкина.

«При реализации КРК через низкоорбитальные спутники время сеанса связи с ними является крайне ограниченным, поэтому возникает необходимость минимизации оптических потерь в канале связи спутник-Земля, чтобы сформировать ключ в течение одного сеанса. В связи с этим использование адаптивных оптических систем, которые могут хотя бы частично убрать потери, обусловленные турбулентностью атмосферы, является чрезвычайно актуальной задачей», — пояснил профессор кафедры НТС МТУСИ, доктор физико-математических наук Сергей Казанцев.

«Адаптивная система, которая была использована в наших экспериментах, имела частоту работы в замкнутом цикле до 300 Гц. Колебания мощности на фотоприемнике от турбулентных потоков могут быть практически полностью устранены на данной экспериментальной установке. При разработке адаптивных оптических систем на базе программируемых логических интегральных схем удается расширить частотный диапазон работы всей адаптивной оптической системы вплоть до 4 кГц.

В нашей лаборатории оптические системы подобного типа разрабатываются и успешно применяются для компенсации фазовых флуктуаций, вызванных атмосферной турбулентностью», — отметил зав. лабораторией «Атмосферная адаптивная оптика» ИДГ РАН, профессор, доктор физико-математических наук Алексей Кудряшов. После того, как будут отработаны все методики эксперимента, исследования будут продолжены на системах квантовой связи, которые подготовлены на стендах в МТУСИ.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ) — ведущее отраслевое техническое высшее учебное заведение Центральной России по подготовке кадров для IT и телеком-индустрии, подведомственное Министерству цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ. Основан в 1921 году на базе Московского электротехнического института народной связи им. В.Н. Подбельского. Ежегодно МТУСИ выпускает востребованных специалистов в области связи, информационных технологий, квантовых коммуникаций, робототехники, информационной безопасности и цифровой экономики. В состав университета входят 5 факультетов, 34 кафедры, 2 филиала (Волго-Вятский и Северо-Кавказский), Колледж телекоммуникаций, Музей электросвязи, Квантовый центр, Центр робототехники, Лаборатория AR/VR, Центры заочного обучения бакалавров и магистров, Центр индивидуального обучения.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 15:22
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

Позавчера, 15:47
Александр Березин

Разные группы ученых предсказывали существование реликтовых гравитационных волн еще десятки лет назад. Однако, когда такое открытие в 2020-х годах действительно сделали, оказалось, что обнаруженные гравиволны несовместимы практически со всеми конкретными предсказаниями, кроме одного.

11 часов назад
Андрей

Палеонтологи обнаружили нового рогатого динозавра на границе Канады и США — животное прозвали локицератопсом в честь бога Локи из скандинавских мифов. Однако факт, что это самостоятельный вид, будет оспариваться, потому что у локицератопса было исключительно много соседей. И судя по всему, в Северной Америке открыли еще далеко не всех динозавров.

Позавчера, 15:22
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

20 июня
МПСУ

Эмоциональное выгорание ИТ-специалиста напрямую связано с его личностными характеристиками. С профессиональными перегрузками и стажем связи нет. К такому выводу пришли ученые МПСУ, которые исследовали ИТ-специалистов двух компаний. Жизнестойкость, то есть способность человека выдерживать стрессовые ситуации без снижения успешности деятельности, в совокупности с внутренней положительной мотивацией формируют иммунитет к эмоциональному выгоранию специалиста в ИТ-сфере. Блокаторами стали интерес к работе и профессиональная удовлетворенность.

Позавчера, 15:47
Александр Березин

Разные группы ученых предсказывали существование реликтовых гравитационных волн еще десятки лет назад. Однако, когда такое открытие в 2020-х годах действительно сделали, оказалось, что обнаруженные гравиволны несовместимы практически со всеми конкретными предсказаниями, кроме одного.

Позавчера, 15:22
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно