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

Поколение Y Поколение Y

Первый российский рейтинг «30 до 30»

Forbes
Лучшие приключенческие сериалы: рейтинг, который не даст заскучать Лучшие приключенческие сериалы: рейтинг, который не даст заскучать

Готов отправиться на поиски приключений?

Playboy
Штрафы-2020: автомобилистам рассказали, к чему готовиться Штрафы-2020: автомобилистам рассказали, к чему готовиться

Штрафы ГИБДД перейдут в проект нового КоАП без изменений, но нормы скорректируют

РБК
Несколько способов осадить критикана Несколько способов осадить критикана

С непрошеной критикой так или иначе сталкивается почти каждый из нас

Psychologies
Люкс по-китайски Люкс по-китайски

Китайцы придут, весь рынок автомобилей и мотоциклов захватят

Мото
Топ ноутбуков до 50 000: лучшие модели по соотношению цена/качество Топ ноутбуков до 50 000: лучшие модели по соотношению цена/качество

Несколько оптимальных ноутбуков до 50 000 рублей

CHIP
Шеф Олли Дабу — о критике, любимых заведениях и Hide Евгения Чичваркина Шеф Олли Дабу — о критике, любимых заведениях и Hide Евгения Чичваркина

Олли Дабу о том, чем полезны уроки кулинарии в школах и о главной ошибке поваров

РБК
За что ты платишь? За что ты платишь?

Расшифровываем платежку ЖКХ: суммы, тарифы, расчеты, непонятные аббревиатуры

Лиза
Чем закусывают красное вино: лучшие варианты для настоящих ценителей Чем закусывают красное вино: лучшие варианты для настоящих ценителей

Идеальные пары для влюбленных в вино

Playboy
Цветы зла: что нужно нарциссу Цветы зла: что нужно нарциссу

Отношения с нарциссом сначала напоминают сказку, а потом – драму и триллер

Cosmopolitan
16 способов, как убрать запах лука изо рта, чтобы не спугнуть окружающих 16 способов, как убрать запах лука изо рта, чтобы не спугнуть окружающих

Лайфхаки: как быстро и эффективно убрать запах чеснока и лука изо рта

Playboy
Они все страдают Они все страдают

Почему все так полюбили непонятные древние картинки со смешными подписями

Вокруг света
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
7 фактов про самый красивый советский автомобиль — «Чайка» 7 фактов про самый красивый советский автомобиль — «Чайка»

Какая еще «Волга»? Бери выше!

Maxim
Как «Дукалис» помогает приоритизировать задачи в Jira Как «Дукалис» помогает приоритизировать задачи в Jira

«Дукалис» — программный продукт для оптимизации текущих задач компании

VC.RU
Как начать инвестировать в облигации Как начать инвестировать в облигации

Рекомендации для тех, кто делает первые шаги на фондовом рынке

РБК
Революция мобильности Революция мобильности

Какое будущее ждёт премиальные и люксовые автомобили в ближайшие годы

Robb Report
Путин обсудил с Воложем и Богуславским новое технологическое предпринимательство Путин обсудил с Воложем и Богуславским новое технологическое предпринимательство

Президент России Владимир Путин встретился с российскими инвесторами

Forbes
Основатель Casablanca Шараф Тажер — о корнях бренда, теннисе и элегантности Основатель Casablanca Шараф Тажер — о корнях бренда, теннисе и элегантности

Шараф Тажер — о клиентах, Аристотеле Онассисе, A$AP Rocky и отелях с историей

GQ
«Картина, корзина, картонка»: что влияет на размер нашего багажа «Картина, корзина, картонка»: что влияет на размер нашего багажа

Какие факторы влияют на наш собственный «багажный» стиль

Psychologies
Умный дом: 10 лайфхаков, чтобы уборку было делать проще Умный дом: 10 лайфхаков, чтобы уборку было делать проще

Как организовать пространство, чтобы убираться было удобнее

Cosmopolitan
Давайте жить дружно! Давайте жить дружно!

Нам ежедневно приходится общаться со множеством людей

Здоровье
Ревизия наследия Медведева: правительство пересмотрит план облагать пошлиной посылки дороже €20 Ревизия наследия Медведева: правительство пересмотрит план облагать пошлиной посылки дороже €20

Следует ли продолжать понижение беспошлинного порога на посылки из AliExpress

Forbes
Как избавиться от темных кругов под глазами раз и навсегда Как избавиться от темных кругов под глазами раз и навсегда

Круги под глазами - твои постоянные спутники?

Cosmopolitan
Замкнутый ребенок: как его раскрепостить (и надо ли) Замкнутый ребенок: как его раскрепостить (и надо ли)

Что делать, если ребенок избегает общения с посторонними и боится выступать

Psychologies
Счастливчик Димон. От каких напастей Владимир Владимирович уберег Дмитрия Анатольевича Счастливчик Димон. От каких напастей Владимир Владимирович уберег Дмитрия Анатольевича

Дмитрий Медведев может всерьез задумываться о возвращении в большую политику

СНОБ
«Мне сказали, что нельзя спорить с президентом, но я немножечко»: диалог основательницы кафе «АндерСон» с Путиным «Мне сказали, что нельзя спорить с президентом, но я немножечко»: диалог основательницы кафе «АндерСон» с Путиным

Анастасия Татулова предложила отправить чиновников в рестораны на стажировку

VC.RU
Как правильно оценить подержанный автомобиль. Инструкция Как правильно оценить подержанный автомобиль. Инструкция

Методы определить рыночную стоимость автомобиля при покупке или продаже

РБК
Правила жизни Правила жизни

Правила жизни величайшего актера Кирка Дугласа

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

Что может быть хуже мучительной смерти?

Maxim
Открыть в приложении