Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В МТУСИ протестировали возможность применения адаптивного зеркала для улучшения характеристик атмосферной квантовой связи
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно