Разработана программа для квантового распределения ключей в беспроводной связи
В эпоху цифровизации и высоких технологий обеспечение безопасности передачи данных становится одной из ключевых задач. Квантовые коммуникации, в частности, технология квантового распределения ключей (КРК), представляют собой инновационный подход к защите информации. КРК — технология, позволяющая генерировать криптографические ключи, основанные на принципах квантовой механики. Ученые МТУСИ создали аппаратно-программный комплекс для исследования технологии КРК в беспроводных системах связи на основе серийных модулей.
Сегодня существует множество коммерческих компаний, предлагающих оборудование для реализации КРК в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС). Системы КРК в свободном пространстве, такие как атмосферные оптические линии связи (АОЛС) имеют ряд преимуществ, но пока еще не нашли широкого применения из-за отсутствия серийных устройств, реализующих технологию КРК в атмосфере.
Устройства квантовых коммуникаций в свободном пространстве пока существуют только в виде экспериментальных стендов, предназначенных для решения конкретных научных задач. Существуют примеры систем, использующих горизонтальные атмосферные трассы и искусственные спутники Земли, но они пока не готовы к практическому применению из-за ряда нерешенных технических проблем. Однако, несмотря на все сложности, перспективы развития КРК в свободном пространстве выглядят весьма многообещающе. Одним из наиболее интересных решений является модульный подход, при котором серийные терминалы АОЛС соединяются с коммерческими блоками КРК, разработанными для ВОЛС. Такое решение предложили учёные МТУСИ.
«Это позволяет минимизировать временные и материальные издержки. При этом необходимо учитывать, что простое сопряжение разных устройств не всегда позволяет выполнять устойчивое распределение квантовых ключей с необходимой скоростью. Для компенсации динамических потерь на атмосферных трассах можно использовать методы адаптивной оптики, кроме этого следует дополнительного учитывать фоновые засветки, что требует проведения системных исследований влияния многочисленных факторов на скорость формирования квантового ключа на атмосферных трассах», — отметил Сергей Юрьевич Казанцев, доктор физико-математических наук, профессор кафедры НТС МТУСИ.
На базе МТУСИ создан аппаратно-программный комплекс для исследования технологии квантового распределения ключей (КРК) в беспроводных системах связи на основе серийных модулей.
«Общая схема комплекса состоит из двух оптических модулей приёма и передачи сигнала в открытом пространстве, учебной установки EMQOS 1.0 и волоконно-оптических кабелей. Терминалы атмосферной оптической линии связи установлены на крышах двух корпусов МТУСИ, а учебная установка подключена к одному из них через волоконно-оптический кабель. Расстояние между модулями составляет 180 метров, а высота их размещения над поверхностью земли — около 30 метров. В учебной установке EMQOS 1.0 используется двухпроходная схема для передачи квантового ключа по протоколу BB84 с фазовым кодированием. Это позволяет исследовать влияние атмосферных условий на стабильность передачи квантовых ключей и разработать методы компенсации возникающих помех», — рассказал доцент, кандидат технических наук Юрий Миронов.
Комплекс позволяет исследовать влияние динамических потерь на атмосферную трассу, а также влияние фоновых засветок на процент битовых ошибок и скорость распределения квантового ключа.
«Для этого в комплекс вместо EMQOS 1.0 подключались другие устройства: источник излучения с длиной волны 1530-1550 нанометров, два фотоприемника, а также спектрометр, при помощи которых удалось проверить корреляцию оптических потерь в квантовом канале и потерь в информационном и тестовом каналах АОЛС при различных погодных условиях. Кроме того, это позволило контролировать фоновую засветку от естественных и искусственных источников излучения с помощью спектрометра и поляриметра», — пояснила участник экспериментов на созданном комплексе Наталия Владимировна Пчелкина, кандидат технических наук, доцент кафедры НТС.
Измерения показали, что погодные условия не оказывают заметного влияния на изменение поляризации фотонов. Однако медленный дрейф поляризации, вызванный воздействием на оптический кабель, может значительно ухудшить работу системы. Поэтому в EMQOS 1.0 были добавлены дополнительные спектральные фильтры», — рассказал Кирилл Ерохин, студент МТУСИ, лаборант учебных лабораторий кафедры НТС.
После установки стандартного коммерческого оптического фильтра перед детектором одиночных фотонов комплекса EMQOS 1.0 оказалось возможным осуществлять передачу квантового ключа на дистанцию 180 м и исследовать влияние погодных условий на скорость генерации квантового ключа.
Созданный аппаратно-программный комплекс позволяет при разных погодных условиях вести мониторинг параметров как классических, так и квантового канала связи, реализованных в свободной атмосфере, а модульная структура комплекса дает возможность подключать другое квантовое оборудование для проведения сравнительных испытаний эффективности работы систем квантовой связи в условиях реальной атмосферной трассы.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
Палеонтологи описали новый вид ископаемой птицы мелового периода, жившей на территории современного Китая 121 миллион лет назад. У маленькой птички размером с воробья были два необычайно длинных хвостовых пера, вдвое превышающих длину ее тела. Перья, по всей видимости, носили декоративный характер и двигались только вверх и вниз, что напоминает брачные игры самцов современных птиц.
Черные дыры, возможно, не такие «сломанные» объекты, как считалось полвека. Автор нового исследования показал, что даже в рамках Общей теории относительности черная дыра может избежать сингулярности — точки, где законы физики перестают работать. Если он прав, новая теория гравитации для «спасения» физики внутри космических «монстров» не понадобится.
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.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
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