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 РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Ученые обнаружили один из самых убедительных примеров гибели звезды редчайшего типа — взрыв светила оказался настолько мощным, что полностью уничтожил своего прародителя. Наблюдения сверхновой SN 2023vbw могут стать надежным подтверждением существования так называемых парно-нестабильных сверхновых — теоретически предсказанных космических катастроф, которые оставались практически неуловимыми на протяжении десятилетий.
Ближайшие родственники человека — шимпанзе и бонобо — выстраивают дружественные связи по тем же принципам, что и люди, согласно теории социальных кругов. Исследователи впервые показали, что эта закономерность возникла задолго до появления человека.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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