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.
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 Международная команда палеонтологов развенчала статус окаменелости Pohlsepia mazonensis, которая с 2000 года считалась древнейшим осьминогом на земле. Сканирование выявило внутри породы скрытый зубчатый аппарат (радулу). Его строение показывает, что перед учеными не осьминог, а окаменевшие остатки сгнившего наутилуса. Это открытие сдвигает появление первых осьминогов на 150 миллионов лет вперед и заставляет пересмотреть молекулярные часы эволюции головоногих.
Космическая обсерватория «Эйнштейн» зарегистрировала необычный рентгеновский сигнал, энергия которого оказалась сопоставима с энергией гамма-всплеска. Проанализировав эти данные, группа астрономов предположила, что стала свидетелем «грязного взрыва» — типа релятивистского выброса при коллапсе массивной звезды, предсказанного более 30 лет назад. Если выводы подтвердятся, это поможет лучше понять механизмы гибели массивных светил.
Ученые из лаборатории физики ускорителей МФТИ, с коллегами из НТЛ «Заряд» (Новосибирск) и Объединенного института ядерных исследований (Дубна) предложили практические схемы так называемых сибирских змеек — специальных магнитных систем, позволяющих сохранять поляризацию протонного пучка при его ускорении в Нуклотроне, ключевом элементе российского ускорительного комплекса NICA.
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.
Международная команда палеонтологов развенчала статус окаменелости Pohlsepia mazonensis, которая с 2000 года считалась древнейшим осьминогом на земле. Сканирование выявило внутри породы скрытый зубчатый аппарат (радулу). Его строение показывает, что перед учеными не осьминог, а окаменевшие остатки сгнившего наутилуса. Это открытие сдвигает появление первых осьминогов на 150 миллионов лет вперед и заставляет пересмотреть молекулярные часы эволюции головоногих.
Японские экологи непрерывно измеряли напряжение внутри 37 диких грибов и зафиксировали между ними направленный обмен электрическими сигналами. Локальный полив земли рядом с одним плодовым телом вызвал мгновенный всплеск передачи информации по всей подземной сети. Этот коммуникационный процесс объединил в единую структуру даже генетически чужеродные организмы.
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
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