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

Мобильный банкир Мобильный банкир

Основатель Revolut Николай Сторонский предрекает смерть традиционных банков

Forbes
18 прозвищ автомобилей из СССР 18 прозвищ автомобилей из СССР

Едва ли не каждый из советский автомобилей удостаивался персонального прозвища

Maxim
Что почитать на карантине, чтобы не заработать информационный невроз. 7 книг от главы Мicrosoft в России Что почитать на карантине, чтобы не заработать информационный невроз. 7 книг от главы Мicrosoft в России

Несколько книг, которые помогут прийти в себя

Forbes
Правила жизни Эдуарда Лимонова Правила жизни Эдуарда Лимонова

Правила жизни писателя и политика Эдуарда Лимонова

Esquire
Какие футбольные матчи стоит пересмотреть Какие футбольные матчи стоит пересмотреть

Подборка самых эмоциональных футбольных матчей

GQ
Какая свадьба без драки: бракосочетания звёзд, которые обернулись скандалом Какая свадьба без драки: бракосочетания звёзд, которые обернулись скандалом

У героев нашего материала бракосочетание обернулось грандиозным скандалом

Cosmopolitan
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
Календарь Календарь

Календарь на все три месяца весны

Seasons of life
Как устроен истребитель ПАК ФА Т-50 Как устроен истребитель ПАК ФА Т-50

Число истребителей пятого поколения в мире растет

Maxim
Остановись! 9 привычек, которые заставляют тебя стареть Остановись! 9 привычек, которые заставляют тебя стареть

Старение остановить нельзя, но можно его замедлить

Cosmopolitan
«Секрет привлекательности в любом возрасте — любознательность и юмор!» «Секрет привлекательности в любом возрасте — любознательность и юмор!»

Джейн Биркин как никогда остро чувствует и любит жизнь

OK!
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
Должны ли университеты зарабатывать? Концепция «тройной спирали» в российских реалиях Должны ли университеты зарабатывать? Концепция «тройной спирали» в российских реалиях

Университет 3.0 — триединство науки, образования и технологических инноваций

Forbes
«Бессмысленно есть авокадо, целыми днями лёжа на диване» «Бессмысленно есть авокадо, целыми днями лёжа на диване»

Сергей Леонов – о том, что полезная еда может быть очень вкусной

Худеем правильно
Глубокая тайна: что скрывается подо льдами Антарктиды Глубокая тайна: что скрывается подо льдами Антарктиды

Антарктида куда более сложная, чем может показаться на первый взгляд

Популярная механика
Профессионалы работают бесплатно: почему деньги убивают стартапы Профессионалы работают бесплатно: почему деньги убивают стартапы

Чем меньше ресурсов у вашего бизнеса — тем аккуратнее вы будете их расходовать

Forbes
«Я просто выполнял приказы!» «Я просто выполнял приказы!»

Военные преступления совершали не только отряды СС, но и подразделения вермахта

Дилетант
3 лучших романа, в которых миром правит искусственный интеллект 3 лучших романа, в которых миром правит искусственный интеллект

Писатели-фантасты рассуждают о сценариях будущего с развитым ИИ

Популярная механика
Чувство стиля Чувство стиля

Загородный дом в Калининграде в стиле американская классика

SALON-Interior
Как в начале карьеры выглядели Прилучный, Бикович и другие секс-символы из кино Как в начале карьеры выглядели Прилучный, Бикович и другие секс-символы из кино

Секс-символы российского кино считаются таковыми не просто из-за красивого тела

Cosmopolitan
5 специй, которые обладают антисептическими свойствами 5 специй, которые обладают антисептическими свойствами

Эти специи помогут справиться с вирусами и бактериями

Cosmopolitan
Маленькие люди уходят вдаль Маленькие люди уходят вдаль

Рассказ писательницы Майи Кучерской

Grazia
Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду

Как бренды используют сок каучука, апельсиновый жмых и кофейные зерна

GQ
Mercedes Путина и болид Шумахера: что продают на аукционах Mercedes Путина и болид Шумахера: что продают на аукционах

Автомобили с крупнейших аукционных площадок

РБК
Иди и смотри Иди и смотри

Пеший туризм переживает настоящий ренессанс

GQ
Правила жизни Правила жизни

Правила жизни величайшего актера Кирка Дугласа

Playboy
«Подушка безопасности — это не про малый бизнес»: почему небольшие проекты переносят пандемию тяжелее всех «Подушка безопасности — это не про малый бизнес»: почему небольшие проекты переносят пандемию тяжелее всех

Большинство энтузиастов, которые создают немассовый продукт, уйдут с рынка

Forbes
10 самых ироничных событий в истории 10 самых ироничных событий в истории

Некоторые люди входят в историю, а некоторые вляпываются в истории

Maxim
Какие уроки усвоил владелец закрывшейся мастерской по ремонту техники и почему теперь чинит iPhone на выезде Какие уроки усвоил владелец закрывшейся мастерской по ремонту техники и почему теперь чинит iPhone на выезде

Предприниматель рассказал об особенностях бизнеса по ремонту техники

VC.RU
Полезные свойства имбиря для женщин и список противопоказаний Полезные свойства имбиря для женщин и список противопоказаний

Приверженцы правильного питания наградили имбирь статусом суперфуда

Cosmopolitan
Открыть в приложении