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

Анна Седокова Анна Седокова

Наверное, она уже привыкла к эпитетам «горячая», «аппетитная», «сочная»

Playboy
Ангел и деним Ангел и деним

Настя Акатова открыла нам еще одно удивительно красивое женское место – пресс

Maxim
Не панацея: что не так с дизайнерскими защитными масками (и почему мы все равно можем их носить) Не панацея: что не так с дизайнерскими защитными масками (и почему мы все равно можем их носить)

Есть ли смысл покупать маски, сшитые модными брендами?

Esquire
«Зарплаты будут уже не те». Автосалоны и заводы закрываются «Зарплаты будут уже не те». Автосалоны и заводы закрываются

Дилерские центры и заводы всех марок в России с 30 марта закроют на карантин

РБК
Солнечный серый Солнечный серый

Как заставить светиться интерьер, решённый в нейтральных оттенках серого

SALON-Interior
Обидная правда Обидная правда

Как прожить обиду без ущерба и даже с пользой для себя

Cosmopolitan
Слайд-шоу Слайд-шоу

Новые разработки и прототипы

Популярная механика
Доход с разумным риском Доход с разумным риском

Специалисты советуют инвесторам-физлицам повышать уровень финансовой грамотности

РБК
5 фактов о том, почему современные автомобили не ржавеют 5 фактов о том, почему современные автомобили не ржавеют

О способах уберечь автомобили от коррозии

РБК
Ужасный конец или ужас без конца: почему развал сделки ОПЕК+ был неизбежен Ужасный конец или ужас без конца: почему развал сделки ОПЕК+ был неизбежен

Сдерживание добычи бессмысленно

Forbes
Шпандау Шпандау

Межсоюзная тюрьма для военных преступников Шпандау

Дилетант
Пример для подражания: Ольга Ускова Пример для подражания: Ольга Ускова

Насколько важна зона комфорта и атмосфера в коллективе?

Cosmopolitan
Демократичные марки и парные выходы: как одевается принц Гарри после отказа от королевских полномочий Демократичные марки и парные выходы: как одевается принц Гарри после отказа от королевских полномочий

Esquire показывает, как изменился стиль герцога Сассекского

Esquire
Ловко обманула Ловко обманула

Врать нехорошо, внушали нам с детства

Лиза
Директор по продажам Fairline Russia — о гейм-чейнджерах и планах на год Директор по продажам Fairline Russia — о гейм-чейнджерах и планах на год

Интервью с директором по продажам Fairline Russia Константином Прибытковым

РБК
Многоходовка, которой не было. Что стоит за путинским «обнулением» и чем оно грозит России Многоходовка, которой не было. Что стоит за путинским «обнулением» и чем оно грозит России

Распад конституционного консенсуса и разрушение легальной инфраструктуры

Forbes
Вячеслав Малежик, Фёдор Добронравов и другие артисты, которые пережили инсульт Вячеслав Малежик, Фёдор Добронравов и другие артисты, которые пережили инсульт

Рассказываем о знаменитостях, которым пришлось услышать страшный диагноз

Cosmopolitan
Музыкальная пауза Музыкальная пауза

Середина весны – лучшее время, чтобы провести уик-энд в Вене

Grazia
Альберто Мангель: Кража книг Альберто Мангель: Кража книг

Отрывок из книги Альберто Мангеля «История чтения»

СНОБ
Александр Чернокульский: Через 50 лет борьба за климат обойдется дороже Александр Чернокульский: Через 50 лет борьба за климат обойдется дороже

Интервью с климатологом Александром Чернокульским

РБК
«Есть кэш — ты Бог»: миллиардер Игорь Рыбаков о правилах бизнеса в кризис, удаленке и «черных лебедях» «Есть кэш — ты Бог»: миллиардер Игорь Рыбаков о правилах бизнеса в кризис, удаленке и «черных лебедях»

Игорь Рыбаков о пандемии и качелях в финансовом мире

Forbes
Энтеротипы: что это такое и как правильно питаться при каждом из них Энтеротипы: что это такое и как правильно питаться при каждом из них

Почему одни девушки не могут жить без сладкого, а другие выбирают стейки?

Cosmopolitan
Cнимите их немедленно! Cнимите их немедленно!

Краткий гид о том, как легко, быстро, а главное, выгодно снять апартаменты

Лиза
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
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
Как соцсети испортили мир Как соцсети испортили мир

Почему социальные сети приносят в наш мир раздор и негатив

Psychologies
Поезд отправляется: самые красивые железнодорожные маршруты мира Поезд отправляется: самые красивые железнодорожные маршруты мира

Путешествие на поезде — это отдельный вид эстетического удовольствия

Forbes
Летось Летось

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

Наука и жизнь
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
Воровка детей, которая заработала миллионы: история Джорджии Танн Воровка детей, которая заработала миллионы: история Джорджии Танн

За 26 лет своего «бизнеса» Джорджия Танн похитила более 5000 младенцев

Cosmopolitan
Открыть в приложении