Обзор современных разработок и компаний, которые создают квантовые компьютеры

VC.RUHi-Tech

Моментальное решение задач и почти абсолютная защита данных: как применяют квантовые технологии и в чём их недостатки

Обзор современных разработок и компаний, которые создают квантовые компьютеры, линии связи, сервисы квантовой защиты, квантовые спутники и телефоны.

Юлия Трутовская

1280
Университет Калгари, обсуждение увеличения длины оптоволоконного канала. CBC News

Как работают средства связи с квантовой защитой

Ещё с первой половины 20 века учёные ищут способ использовать квантовые технологии для защиты информации. Они разрабатывают такую систему передачи данных, чтобы её взлом противоречил законам физики.

К примеру, чтобы прочесть зашифрованное сообщение, получателю необходим ключ, с помощью которого он сможет перевести и понять засекреченную информацию. Ранее такие операции были ненадёжны: письмо с секретной информацией могли перехватить, аккаунт взломать и так далее.

Квантовая криптография же исключает такую возможность — при попытке воровства посылаемая по специальным сетям информация искажается, а вмешательство третьего лица сразу становится очевидным для отправителя и получателя.

Обмен сведениями происходит через одиночные фотоны по оптоволокну. Один фотон — один бит информации, который соответствует нулю или единице в зависимости от направления поляризации частицы.

При передаче информации на далёкое расстояние информация наиболее уязвима, и здесь квантовые технологии становятся полезными.В перспективе их будет гораздо больше: это и сверхточные часы, и сверхточные датчики, и новые перспективы в материаловедении, и в создании новых материалов, и те же самые квантовые компьютеры.Когда технология пересечёт границу между классическим и квантовым мирами, произойдёт бум квантовых технологий, начнётся резкое развитие, в том числе и рынка. Александр Львовский, член научного совета Российского квантового центра

Где используют технологию и какие у неё преимущества

ИТ, медицина, цифровая экономика, искусственный интеллект — часть отраслей, где используют квантовую защиту. В развитие этой технологии инвестируют правительства США, Китая, Великобритании, Японии, России и других стран.

Некоторые из госпрограмм: в США Конгресс утвердил проект развития квантовых технологий объёмом $20 млрд, в Европе действует программа Quantum Flagship с бюджетом более €3 млрд, а в Китае создают Национальную квантовую лабораторию с бюджетом до $12 млрд. Также в технологию вкладывались и корпорации вроде Google, Microsoft, Intel и IBM.

Несмотря на плюсы квантовой защиты, есть трудности, из-за которых государства не могут её применить масштабно.

Ограничения квантовой связи и попытки взлома

Хотя фотоны и движутся со скоростью света, в линиях квантовой связи их распространение ограничено из-за тепловых шумов и дефектов оптоволокна

Высокий уровень помех замедляет скорость передач и приводит к тому, что системе приходится многократно повторять «посылку», чтобы исправить ошибки в коде.

Эту проблему пытаются решить сотрудники Делфтского института в Нидерландах, они работают над квантовыми повторителями — устройствами, способными «воссоздавать» квантовую информацию, не разрушая её.

В России проекты в сфере квантовых технологий развивают компании «Курэйт», «Кванттелеком» и «Инфотекс», работающие совместно с РКЦ, Университетом ИТМО и Центром квантовых технологий Московского госуниверситета имени Ломоносова (МГУ).

Группа Александра Львовского нашла способ «усиления» квантовых свойств светового импульса, обеспечивающего успешную передачу данных. Учёный уверен, что появление квантовых повторителей на рынке поспособствует массовому применению квантовой криптографии.

Это касается каждого из нас. Квантовая криптография — это не только военные или шпионские секреты, это номера кредитных карточек, истории болезни.У каждого из нас масса конфиденциальной информации. Чем более открытым становится мир, тем важнее для нас контролировать доступ к ней. Александр Львовский, член научного совета Российского квантового центра

1280
Лаборатория Чикагского университета, где изучают квантовые повторители. The New York Times/Redux

Часто квантовая криптография преподносится как абсолютно безопасная, однако уже известны несколько случаев её взлома. Один из них — во время исследований лабораторией Quantum hacking lab.

Чтобы получить ключ шифрования, Вадим Макаров, работающий в Норвежском университете естественных и технических наук (NTNU), и группа его коллег разработали систему, которая с помощью лазерного луча перехватила сигнал, расшифровала послание и подменила его таким образом, что получатель не заметил взлома.

В некоторых случаях перехватчику неважно, оставит ли он «следы». Для такой ситуации специалисты, которые тестируют коммерческие системы квантовой криптографии на наличие лазеек, разрабатывают разные виды атак. Например:

  • Атака с помощью светоделителя заключается в сканировании и расщеплении импульсов на две части, а также анализе каждой из частей в одном из двух базисов.
  • Атака «Троянский конь» — это сканирование импульса через оптический мультиплексор по направлению к стороне-отправителю или стороне-получателю. Импульс делится на две части для синхронности детектирования и поступает на схему декодирования, при этом искажения передающихся фотонов не происходит.

Квантовая телепортация

Так как квантовая криптография оказалось уязвимой из-за передачи фотонов, учёные нашли альтернативу — квантовую телепортацию (подразумевается передача информации, а не материи).

Законы микромира таковы, что если отправитель не знает заранее направления поляризации фотона, то и получатель определить его не сможет. Однако даже если кому-то из них удастся вычислить это направление, то оно тут же изменится и полученная информация будет неверной.

Учёные пришли к выводу: нужно найти способ передать сообщение косвенным образом, не напрямую. Этот способ связан с «запутанностью фотонов», что означает: две частицы неразрывно связаны между собой, и у каждой направление поляризации неизвестно, но какое бы оно ни было у одной из них — у другой будет противоположным.

«Если отправитель с Земли хочет телепортировать один фотон с неизвестным направлением поляризации на космическую станцию, то для этого ему нужно ещё два фотона, которые были бы связаны», — утверждает Юджин Ползик, профессор физики Института Нильса Бора.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Первые в своем роде Первые в своем роде

Во все века дамы оспаривали у мужчин монополию на другие виды деятельности

Вокруг света
Разбор полетов. Хозяин толстого кота Виктора о проблемах транспортировки домашних питомцев Разбор полетов. Хозяин толстого кота Виктора о проблемах транспортировки домашних питомцев

Как Михаил Галин решился на «подмену» кота

СНОБ
Кожаный мяч Фрица Вальтера Кожаный мяч Фрица Вальтера

Какой из кожаных мячей был самым главным в жизни Фридриха (Фрица) Вальтер?

Дилетант
На Луну от вируса. Осталось ли в мире что-то важнее эпидемий На Луну от вируса. Осталось ли в мире что-то важнее эпидемий

Судя по новостям, цивилизация на Земле рискует закончиться бесславным образом

СНОБ
Просто маркетинг? Почему экобренды на самом деле не всегда экологичны Просто маркетинг? Почему экобренды на самом деле не всегда экологичны

Мы потихоньку начинаем осознавать, какое влияние мода оказывает на планету

Cosmopolitan
Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие

Алгоритм не просто запоминает предложения, но и находит закономерности

N+1
Как сделать крутую фотку своего члена (но не отправляй ее, если тебя об этом не просят) Как сделать крутую фотку своего члена (но не отправляй ее, если тебя об этом не просят)

Как сделать фотографию своего члена?

Playboy
В гармонии с собой — в сотворчестве со Вселенной В гармонии с собой — в сотворчестве со Вселенной

Волшебные практики, которые помогают сохранять радость и равновесие

Yoga Journal
Давид Фонкинос: Две сестры Давид Фонкинос: Две сестры

Первые главы из нового романа Давида Фонкиноса

СНОБ
Правила жизни Правила жизни

Правила жизни величайшего актера Кирка Дугласа

Playboy
(Не)молодой папа. Как отцовство в зрелом возрасте меняет всю жизнь (Не)молодой папа. Как отцовство в зрелом возрасте меняет всю жизнь

Forbes Life обнаружил примеры нового, осознанного родительства

Forbes
Не навреди любовью Не навреди любовью

Мы нередко сами наносим своему ребенку непоправимый вред

Лиза
«Любовная» телепатия: могут ли влюбленные читать мысли друг друга «Любовная» телепатия: могут ли влюбленные читать мысли друг друга

Только откровенный разговор поможет по-настоящему понять друг друга

Psychologies
Целительная сила «мелочей» в эпоху большого стресса Целительная сила «мелочей» в эпоху большого стресса

Глобальные, пугающие события и проблемы выбивают нас из колеи

Psychologies

В США и Европе не только обмениваются брачными клятвами, но еще и обновляют их

Cosmopolitan
Стартап Quibi обещает революцию в мобильном видео и до запуска собрал $1,75 млрд от крупнейших студий: чем он интересен Стартап Quibi обещает революцию в мобильном видео и до запуска собрал $1,75 млрд от крупнейших студий: чем он интересен

Сервис Quibi обещает бюджеты «Игры престолов» для десятиминутных видео

VC.RU
Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы

Собрали истории рэперов, которые покинули этот мир слишком рано

Cosmopolitan
Как пиво влияет на твою интимную жизнь? 5 положительных и негативных эффектов Как пиво влияет на твою интимную жизнь? 5 положительных и негативных эффектов

Пиво — нечто большее, чем просто очередной спиртной напиток

Playboy
Алексей Артомонов Алексей Артомонов

Куратор и кинокритик стал программным директором международного фестиваля

Собака.ru
Летось Летось

Только когда же это было, «летось»? Слово это встречается во множестве говоров

Наука и жизнь
Дисней, Миядзаки, Петров и еще 5 мультипликаторов-революционеров Дисней, Миядзаки, Петров и еще 5 мультипликаторов-революционеров

Художники-аниматоры — настоящие экспериментаторы и творцы

РБК
Уроки труда: как забота о доме и близких помогает нашей душе Уроки труда: как забота о доме и близких помогает нашей душе

Домашние дела могут дарить радость и вдохновение

Psychologies
Новая реальность: есть ли жизнь при нефти по $30? Новая реальность: есть ли жизнь при нефти по $30?

Общие потери экономики при падении цен на нефть можно оценить в $100 млрд в год

Forbes
Хованские Хованские

История рода Хованских изобилует драматическими взлётами и падениями

Дилетант
Вредные советы для (не)творческих родителей Вредные советы для (не)творческих родителей

Кажется, современных детей начинают обучать еще в утробе матери

Psychologies
Как «тараканы в голове» заставляют нас болеть Как «тараканы в голове» заставляют нас болеть

Почему опасно подавлять эмоции и как справиться с напряжением

Psychologies
Раз плюнуть! Раз плюнуть!

О чем уже сегодня можно узнать, плюнув в пробирку

Playboy
15 нелепых смертей (и шансы умереть так же) 15 нелепых смертей (и шансы умереть так же)

Что может быть хуже мучительной смерти?

Maxim
Виртуальная экскурсия по Эрмитажу: 12 шедевров искусства и истории о них, которые вы не найдете в Виртуальная экскурсия по Эрмитажу: 12 шедевров искусства и истории о них, которые вы не найдете в

Интересные истории о шедеврах Эрмитажа, на которые едут посмотреть со всего мира

Esquire
6 тревожных признаков, что тебе не хватает белка (и это очень плохо) 6 тревожных признаков, что тебе не хватает белка (и это очень плохо)

Не игнорируй эти тревожные сигналы

Playboy
Открыть в приложении