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

100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
Как не поддаться панике вокруг пандемии: пять советов психотерапевта Как не поддаться панике вокруг пандемии: пять советов психотерапевта

Несколько базовых способов сохранить душевное равновесие во время пандемии

Forbes
10 способов повысить работоспособность для страдающих СДВГ 10 способов повысить работоспособность для страдающих СДВГ

Способность к концентрации — мягко говоря, не самая сильная черта людей с СДВГ

Psychologies
Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной

Что делать, если ты влюбилась в талантливого мужчину и как стать для него музой

Cosmopolitan
Как сохранить душевное равновесие на карантине. Советы психологов Как сохранить душевное равновесие на карантине. Советы психологов

Как провести две недели карантина без вреда для психики

СНОБ
Как правильно надевать и носить бандаж для беременных Как правильно надевать и носить бандаж для беременных

Бандаж для беременных облегчает издержки, свойственные периоду вынашивания

Cosmopolitan
Будущий единорог: как французы решили одолеть Gmail и Microsoft Outlook и создали почтовый сервис на $800 млн Будущий единорог: как французы решили одолеть Gmail и Microsoft Outlook и создали почтовый сервис на $800 млн

Стартап Front, который помогает бизнесу обрабатывать входящие письма

Forbes
Возможно, у вас уже все есть: разбор гардероба в 3 простых правилах Возможно, у вас уже все есть: разбор гардероба в 3 простых правилах

Почему бы не заняться разбором гардероба прямо сейчас?

Esquire
Как электронная почта, криптовалюты и искусственный интеллект повышают градус планеты Как электронная почта, криптовалюты и искусственный интеллект повышают градус планеты

Многие новые технологии не столько решают, сколько создают проблемы на планете

РБК
Экс-исполнительный директор McDonald’s Боб Лангерт: Нам сложно вводить в меню здоровую пищу Экс-исполнительный директор McDonald’s Боб Лангерт: Нам сложно вводить в меню здоровую пищу

В издательстве «Бомбора» вышла книга «McDonald's: между хейтом и хайпом»

СНОБ
Место бизнеса до 2036 года: какой сигнал послал Путин в интервью ТАСС Место бизнеса до 2036 года: какой сигнал послал Путин в интервью ТАСС

Дело малого бизнеса — обслуживать интересы крупных госкомпаний

Forbes
Собачья работа Собачья работа

55 лет на экране несет службу пес из фильма «Ко мне, Мухтар!»

Лиза
Как активно пользоваться обоими полушариями? Как активно пользоваться обоими полушариями?

Как развить свои способности и повысить эффективность мышления

Psychologies
2A или 30C: в какой части самолета больше шансов выжить 2A или 30C: в какой части самолета больше шансов выжить

Исследователи жестко посадили полностью работоспособный Boeing 727

Популярная механика
Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства

Отправим тебя в Древний Египет, чтобы ты уже сам сориентировался на местности

Maxim
Мы составили для вас расписание тренировок на неделю Мы составили для вас расписание тренировок на неделю

Кто сказал, что карантин – это тухлое время?

GQ
Физики создали растягивающийся в восемь раз суперконденсатор Физики создали растягивающийся в восемь раз суперконденсатор

Этот суперсонденсатор может стать источником питания для гибких устройств

N+1
Чудо на газоне Чудо на газоне

Спорт не только объединяет нации, но еще и постоянная фигня какая-то

Maxim
Сергей Янчуков: «Деньги здесь не быстрые, но мы осознанно инвестируем миллиарды» Сергей Янчуков: «Деньги здесь не быстрые, но мы осознанно инвестируем миллиарды»

Что такое развивать бизнес в забайкальской тайге и как помогает государство

Forbes
Темнота помогла самцам дрозофил забыть о неудачных ухаживаниях Темнота помогла самцам дрозофил забыть о неудачных ухаживаниях

Дрозофилы, которые два дня просидели без света, проявили интерес к спариванию

N+1
Он вернул нам 90-е: кто такой Антон Лапенко, и почему все о нем говорят Он вернул нам 90-е: кто такой Антон Лапенко, и почему все о нем говорят

Как простому парню из многодетной семьи удается набирать миллионы просмотров

Cosmopolitan
Как часто стоит писать девушке, если вы только что познакомились? У нас есть ответ Как часто стоит писать девушке, если вы только что познакомились? У нас есть ответ

Вопрос практически на миллион

Playboy
Последняя вспышка оспы в СССР в 1959 году: как это было Последняя вспышка оспы в СССР в 1959 году: как это было

До окончательной победы над оспой в мире оставалось 20 лет

Maxim
«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
Эйфория головного мозга Эйфория головного мозга

Нейроэстетика помогает нам понять, что человеческий мозг считает красивым

Playboy
«У меня все слишком легко складывается» «У меня все слишком легко складывается»

Бывают ли на свете счастливые люди?

Psychologies

Вспоминаем культовый фильм — и разбираемся, не обесценился ли он с 1990 года

Esquire
6 фильмов о любви для весеннего вечера 6 фильмов о любви для весеннего вечера

Такая разная любовь: шесть невероятных историй о любви

Cosmopolitan
Развод? Не верим! Невероятная история любви Джигана и Оксаны Самойловой Развод? Не верим! Невероятная история любви Джигана и Оксаны Самойловой

Вспомнили историю любви Джигана и Оксаны Самойловой

Cosmopolitan
Большая ошибка Under Armour: бренд зациклился на профессиональных спортсменах и забыл об остальных клиентах Большая ошибка Under Armour: бренд зациклился на профессиональных спортсменах и забыл об остальных клиентах

Улучшать то, что получается лучшего всего — не всегда рабочий метод

VC.RU
Открыть в приложении