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

Из помазанников Божьих в святые мученики Из помазанников Божьих в святые мученики

Расстрел царской семьи — едва ли не самый хорошо исследованный сюжет

Дилетант
Минус 100 млрд рублей в неделю и всплеск безработицы: какими могут быть последствия карантина для Москвы Минус 100 млрд рублей в неделю и всплеск безработицы: какими могут быть последствия карантина для Москвы

Неделя карантина в Москве обходится экономике города в 75-112 млрд рублей

Forbes
Главный инфлюенсер мира: как ВОЗ за три дня обошла самого популярного «тиктокера» Главный инфлюенсер мира: как ВОЗ за три дня обошла самого популярного «тиктокера»

Звезды и спортсмены делятся видео, на которых моют руки в течение 20 секунд

Forbes
Обидная правда Обидная правда

Как прожить обиду без ущерба и даже с пользой для себя

Cosmopolitan
Дефицитные чернила, или Достать и плакать Дефицитные чернила, или Достать и плакать

Лев Рубинштейн вспоминает время, когда все надо было «доставать»

СНОБ
Виктор Вексельберг: «Сколково» открыто для тех, кто приближает будущее Виктор Вексельберг: «Сколково» открыто для тех, кто приближает будущее

Интервью с президентом фонда «Сколково» Виктором Вексельбергом

СНОБ
Нет ни либерала, ни фундаменталиста. Продолжение полемики Артема Нарышкина и Александра Дворкина о расколе в РПЦ Нет ни либерала, ни фундаменталиста. Продолжение полемики Артема Нарышкина и Александра Дворкина о расколе в РПЦ

Фундаментальные вопросы о представлении христианского мировоззрения

СНОБ
Катастрофа Superjet: испытатель за год предупреждал об аварии Катастрофа Superjet: испытатель за год предупреждал об аварии

«РР» нашел эксклюзивные документы

Русский репортер
Посвящение в похудение: 6 привычек, которые вредят стройности Посвящение в похудение: 6 привычек, которые вредят стройности

От этих привычек один вред и лишние килограммы!

Cosmopolitan
Альбина Джанабаева: Мне кажется неправильным выкладывать фотографии сыновей в соцсетях Альбина Джанабаева: Мне кажется неправильным выкладывать фотографии сыновей в соцсетях

Альбина Джанабаева из тех редких женщин, рядом с которыми всегда тепло

Добрые советы
Как понять, что я нарцисс? Как понять, что я нарцисс?

Можем ли мы увидеть нарциссические черты в себе и попытаться их скорректировать

Psychologies
Богатая белая женщина, которая всем наносит пользу: каким получился сериал «И повсюду тлеют пожары» с Риз Уизерспун Богатая белая женщина, которая всем наносит пользу: каким получился сериал «И повсюду тлеют пожары» с Риз Уизерспун

Сериал «И повсюду тлеют пожары» по одноименному бестселлеру Селесты Инг

Esquire
Чтение выходного дня: роман Бенджамина Вуда «Станция на пути туда, где лучше» как разговор о травме. Публикуем его фрагмент Чтение выходного дня: роман Бенджамина Вуда «Станция на пути туда, где лучше» как разговор о травме. Публикуем его фрагмент

Отрывок из тревожного романа Вуда — знакомство с Дэниэлом и его родителями

Esquire
Как грамотно обновить гардероб мужчине, чтобы выглядеть стильно: 6 базовых правил Как грамотно обновить гардероб мужчине, чтобы выглядеть стильно: 6 базовых правил

Давно пора перетряхнуть свой шкаф!

Playboy
Свежий взгляд на банкротство: как отказ исполнить решение лондонского арбитража создал опасный прецедент Свежий взгляд на банкротство: как отказ исполнить решение лондонского арбитража создал опасный прецедент

Арбитражную практику ждет принципиальный разворот

Forbes
Само совершенство Само совершенство

Квартира в самом сердце Северной столицы с вневременным дизайн–концептом

SALON-Interior
«У меня были шрамы на пальцах»: как звезды сражались с булимией и победили «У меня были шрамы на пальцах»: как звезды сражались с булимией и победили

Многим знаменитостям приходилось переживать не лучшие времена

Cosmopolitan
Пересмотр с петлей на шее. Почему российские суды не спешат освобождать Константина Котова Пересмотр с петлей на шее. Почему российские суды не спешат освобождать Константина Котова

Закрадывается подозрение, что сегодня враги издеваются над Россией

СНОБ
Хочешь устроить эротическую фотосессию своей подруге? 6 подсказок, чтобы это было горячо Хочешь устроить эротическую фотосессию своей подруге? 6 подсказок, чтобы это было горячо

Как насчет пикантного развлечения?

Playboy
Манул-«Партизан» Манул-«Партизан»

Экспедиция по Горному Алтаю в поисках краснокнижного манула

Наука и жизнь
В Эрмитаж приняли на работу искусственный интеллект В Эрмитаж приняли на работу искусственный интеллект

Эрмитаж и компания КРОК запустили для работы в музее виртуального помощника

Популярная механика
Как правильно пользоваться стиральной машиной — лайфаки, которые упростят жизнь Как правильно пользоваться стиральной машиной — лайфаки, которые упростят жизнь

Правильное использование стиральной машинки — залог чистых и неиспорченных вещей

Cosmopolitan
10 вариантов позднего ужина, которые помогут похудеть 10 вариантов позднего ужина, которые помогут похудеть

Есть продукты, которые не только можно, но и нужно есть на ночь

Cosmopolitan
24 часа с Quest Pistols Show 24 часа с Quest Pistols Show

Участники группы Quest Pistols Show провели с Cosmo день, полный ЗОЖ-приключений

Cosmopolitan
Пережившие послеродовое психическое расстройство женщины не захотели рожать еще Пережившие послеродовое психическое расстройство женщины не захотели рожать еще

Какие причины могут повлиять на желание женщины рожать детей

N+1
One Finger Death Punch 2 – безумно простая игра, в которую вы будете готовы рубиться часами One Finger Death Punch 2 – безумно простая игра, в которую вы будете готовы рубиться часами

Эта игра заставит ваше воображение работать

GQ
«Мы уже шагнули в новую цифровую реальность» «Мы уже шагнули в новую цифровую реальность»

Интервью с председателем правления банка «Новый век» Вадимом Мартыновым

Forbes
«Нечем радоваться»: где найти энергию, чтобы стать счастливым «Нечем радоваться»: где найти энергию, чтобы стать счастливым

Наши эмоции напрямую зависят от состояния тела

Psychologies
9 пищевых продуктов, которые подделывают чаще всего 9 пищевых продуктов, которые подделывают чаще всего

Около 10% продуктов, которые мы употребляем в пищу, являются подделкой

Maxim
Взлетаем под парусом Взлетаем под парусом

Добиться под парусом сумасшедших скоростей? Это легко

Популярная механика
Открыть в приложении