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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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