Американские учёные разработали необычную систему беспроводной связи, которая передаёт информацию с помощью теплового шума — случайных электрических колебаний, возникающих в проводниках из-за движения электронов. В отличие от традиционных технологий, здесь не требуется активная генерация радиосигнала.

В эксперименте использовалась антенна, переключавшаяся между двумя состояниями: разомкнутой и замкнутой электрической цепью. Каждому состоянию соответствовал двоичный символ — 0 или 1. Изменение электрических характеристик антенны влияло на отражение теплового шума, а приёмник распознавал эти различия и восстанавливал переданную информацию.

На первый взгляд, такой подход может показаться нарушением второго закона термодинамики, однако это не так. Хотя передатчик и приёмник находились примерно при одинаковой температуре, энергия всё же расходовалась на переключение цепей, кодирование и обработку данных. Система не получает энергию из ничего, а использует тепловой шум как основу для передачи информации.

Исследователи разработали математическую модель работы канала связи, которая помогла оптимизировать экспериментальную установку. Благодаря этому скорость передачи данных удалось увеличить примерно в 100 раз по сравнению с предыдущими демонстрациями подобного метода.

Технология может найти применение в автономных датчиках, системах радиочастотной идентификации и оборудовании, чувствительном к электромагнитным помехам. В частности, она представляет интерес для медицинских приборов и радиоастрономических обсерваторий, где обычные радиопередатчики способны мешать работе чувствительной аппаратуры.

По оценкам исследователей, такой способ связи потенциально может потреблять до 1000 раз меньше энергии, чем передача с помощью активного радиосигнала. Если эти преимущества подтвердятся в практических условиях, разработка позволит создавать сверхэкономичные каналы связи для устройств, которым необходимо передавать данные с минимальными затратами энергии и без сильного электромагнитного излучения.