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

Добро с кулаками Добро с кулаками

Яркий, сексуальный альфа-самец, готовый встать на защиту любимой

Вокруг света
Медленно, но верно Медленно, но верно

На смену быстрому ритму жизни приходит философия slow life

Здоровье
7 блюд из гречки: что делать со скупленной крупой 7 блюд из гречки: что делать со скупленной крупой

Семь разнообразных блюд, которые сделают из тебя гуру гречки

Cosmopolitan
У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение

Это может повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний

N+1
Смерть на топе. Почему Екатерина Диденко пошла к Малахову, еще не похоронив мужа Смерть на топе. Почему Екатерина Диденко пошла к Малахову, еще не похоронив мужа

Новые мерцающие границы допустимого в новом мире персональных видеоблогов

СНОБ
«Шум и яркость»: как «Форрест Гамп» за 25 лет превратился в абсолютную классику «Шум и яркость»: как «Форрест Гамп» за 25 лет превратился в абсолютную классику

На днях исполнилось 25 лет оскаровскому триумфу «Форреста Гампа»

Esquire
Остановить и не убить: как устроен травматический пистолет Остановить и не убить: как устроен травматический пистолет

Чтобы умело пользоваться травматическим оружием, надо понимать, как оно работает

Популярная механика
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
Что такое «психологический возраст» и надо ли взрослеть? Что такое «психологический возраст» и надо ли взрослеть?

Что такое психологический возраст, каким он бывает и от чего зависит

Psychologies
Лучшие ноутбуки для видеомонтажа 2020: делаем ролики на раз, два, три Лучшие ноутбуки для видеомонтажа 2020: делаем ролики на раз, два, три

Модели, которые с легкостью справится с процессом создания видеороликов

CHIP
10 отличных сериалов, которые вы могли пропустить — на любой вкус 10 отличных сериалов, которые вы могли пропустить — на любой вкус

Достойные телешоу, на которые точно стоит обратить внимание

Esquire
«Когда даже бабло бессильно»: как вернуть ценного сотрудника, которого не интересуют деньги «Когда даже бабло бессильно»: как вернуть ценного сотрудника, которого не интересуют деньги

Чем соблазнить специалиста, который не хочет ни денег, ни должности, ни задач?

Forbes
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
«Ну просто копия Элвиса!»: внуки и правнуки звезд, унаследовавшие их черты «Ну просто копия Элвиса!»: внуки и правнуки звезд, унаследовавшие их черты

Некоторые дети позаимствовали черты от более дальних родственников

Cosmopolitan
Какой лодочный мотор лучше выбрать: 6 оптимальных вариантов для вашей ПВХ лодки Какой лодочный мотор лучше выбрать: 6 оптимальных вариантов для вашей ПВХ лодки

Какой мотор больше подойдет для вашей лодки?

CHIP
В чем ценность сексуального интеллекта В чем ценность сексуального интеллекта

Отрывок из книги Марти Кляйна «Сексуальный интеллект»

СНОБ
Спасение предпринимателей: какие меры помощи вводят правительства стран Европы, США и России в условиях кризиса Спасение предпринимателей: какие меры помощи вводят правительства стран Европы, США и России в условиях кризиса

Коротко о главных инициативах поддержки малого и среднего бизнеса

VC.RU
Это судьба, или Как психология объясняет карму Это судьба, или Как психология объясняет карму

Есть ли научное подтверждение нашей вере в «карму»?

Psychologies
Восточный мотив Восточный мотив

Лучший вариант поездки на море в марте – это Дубай

Grazia
Что за папка Windows.old, и зачем она нужна? Что за папка Windows.old, и зачем она нужна?

Эта папка может весить несколько гигабайт и занимать много места на диске

CHIP
13 действительно хороших иностранных фильмов про Россию 13 действительно хороших иностранных фильмов про Россию

Россияне уверены, заграничные режиссёры неспособны изобразить Россию-матушку

Maxim
Пора научиться поддерживать любимых людей в трудных ситуациях Пора научиться поддерживать любимых людей в трудных ситуациях

Давайте будем откровенными, смерть беспокоит всех

GQ
TESS нашел первую экзопланету в толстом диске Млечного Пути TESS нашел первую экзопланету в толстом диске Млечного Пути

Новая экзопланета в нашей спиральной галактике Млечный Путь

N+1
Дэниел Крейг: “У кого-то другого трава всегда зеленее. Это разрушает” Дэниел Крейг: “У кого-то другого трава всегда зеленее. Это разрушает”

Что значит мужественность для Дэниела Крейга

Psychologies
5 правдивых историй про Билла Гейтса, в которые трудно поверить 5 правдивых историй про Билла Гейтса, в которые трудно поверить

Жизнь Билла Гейтса во многих отношениях отличается от жизни большинства из нас

Playboy
У каких продуктов самый большой срок годности? У каких продуктов самый большой срок годности?

Эти продукты точно можно закупать впрок

Cosmopolitan
«Ты можешь быть сколько угодно креативным, но если это не нужно людям, все бессмысленно»: Томми Хилфигер — об инклюзивности и последнем показе «Ты можешь быть сколько угодно креативным, но если это не нужно людям, все бессмысленно»: Томми Хилфигер — об инклюзивности и последнем показе

Как Томми Хилфигеру удалось соединить в коллекции три главных модных понятия

Esquire
Почему в библиотеках США есть очереди на электронные книги, а издатели против свободной аренды литературы Почему в библиотеках США есть очереди на электронные книги, а издатели против свободной аренды литературы

Как компании завышают цены на электронные книги

VC.RU
Самые полезные диеты: 3 методики для здоровья и ясного ума Самые полезные диеты: 3 методики для здоровья и ясного ума

Существуют ли действительно оздоравливающие диеты или это лишь рекламный трюк

Cosmopolitan
Принцы с телефонами: как члены королевских семей относятся к гаджетам? Принцы с телефонами: как члены королевских семей относятся к гаджетам?

Членам королевской семьи не чужды простые человеческие радости

Cosmopolitan
Открыть в приложении