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

Под сенью сакуры в цвету Под сенью сакуры в цвету

«Вокруг света» поговорил с гейшей и многое понял о мудрости традиций

Вокруг света
«Заражение» и еще 8 фильмов, которые предсказали будущее «Заражение» и еще 8 фильмов, которые предсказали будущее

«Заражение» Стивена Содерберга стало самым скачиваемым фильмом

РБК
То, что надо! То, что надо!

Opel Grandland X – новая достойная страница в истории старого доброго бренда

Playboy
9 книг для тех, кому понравился «Ведьмак» 9 книг для тех, кому понравился «Ведьмак»

10 книг, которые не разочаруют поклонников жанра фэнтези

Maxim
Непроницаемость графена опровергли водородом Непроницаемость графена опровергли водородом

Вещество одноатомной толщины не пропускает ничего, кроме водорода

N+1
10 вариантов позднего ужина, которые помогут похудеть 10 вариантов позднего ужина, которые помогут похудеть

Есть продукты, которые не только можно, но и нужно есть на ночь

Cosmopolitan
Ин и янь: покраска волос двумя цветами Ин и янь: покраска волос двумя цветами

Какие оттенки предлагают сочетать колористы и кому подойдёт такое окрашивание

Cosmopolitan
Камера в пуговице: как водители обманывают на экзаменах ГИБДД Камера в пуговице: как водители обманывают на экзаменах ГИБДД

Лишенный прав водитель пришел на пересдачу теории в ГИБДД с камерами слежения

РБК
Святая простота. Почему так привлекателен мир без правил Святая простота. Почему так привлекателен мир без правил

Теперь система вступает на путь прямых и примитивных ответов на любые вызовы

СНОБ
Моделирование лишило земное ядро половины углерода Моделирование лишило земное ядро половины углерода

Углерод при условиях образования Земли меньше предпочитал металлы силикатам

N+1
Любовь и ОБХСС Любовь и ОБХСС

«Магомаев» — на Первом канале

Огонёк
Можем только копать Можем только копать

Российские игроки приступают к проектам по разработке месторождений цинка

Эксперт
Чтобы костюмчик сидел! Чтобы костюмчик сидел!

Актриса Марьяна Спивак подбирает себе модный лук

OK!
Огромная ракета и трупы черепах вместо тихой гавани на берегу океана: как SpaceX Илона Маска уничтожает деревню Бока-Чика в Техасе Огромная ракета и трупы черепах вместо тихой гавани на берегу океана: как SpaceX Илона Маска уничтожает деревню Бока-Чика в Техасе

SpaceX уничтожает поселение в южном Техасе, выкупая один дом за другим

Esquire
«Страна 30» — новый рассказ автора романа «Петровы в гриппе и вокруг него» Алексея Сальникова «Страна 30» — новый рассказ автора романа «Петровы в гриппе и вокруг него» Алексея Сальникова

Новый рассказ писателя Алексея Сальникова — «Страна 30».

Esquire
Награда за звук: Sennheiser собрал рекордное число наград Награда за звук: Sennheiser собрал рекордное число наград

Sennheiser получил шестьдесят шестую награду в области дизайна

Популярная механика
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
9 привычек, которые сделают вашу маму долгожительницей 9 привычек, которые сделают вашу маму долгожительницей

Каждая из нас может кое-что сделать, чтобы помочь маме прожить подольше

Cosmopolitan

В США и Европе не только обмениваются брачными клятвами, но еще и обновляют их

Cosmopolitan
Правила жизни Брюса Уиллиса Правила жизни Брюса Уиллиса

Правила жизни Крепкого орешка

Esquire
Весна в заповедной степи Весна в заповедной степи

Не по дням, а по часам в застывшие природные «апартаменты» вливается свет

Наука и жизнь
Какие футбольные матчи стоит пересмотреть Какие футбольные матчи стоит пересмотреть

Подборка самых эмоциональных футбольных матчей

GQ
Миллиарды для «Яндекса» и риск ухода Apple: к чему приведет обязательная установка российских приложений на смартфоны Миллиарды для «Яндекса» и риск ухода Apple: к чему приведет обязательная установка российских приложений на смартфоны

Samsung, Huawei и Xiaomi согласились исполнять новый закон

Forbes
Космологический обзор помог найти 139 новых транснептуновых объектов Космологический обзор помог найти 139 новых транснептуновых объектов

Астрономы представили каталог транснептуновых объектов

N+1
Достаточно ли хороши «достаточно хорошие» отношения? Достаточно ли хороши «достаточно хорошие» отношения?

Какого спутника жизни считать подходящим и какой выбор будет удовлетворительным?

Psychologies
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
Black Cupro — люди в черном Black Cupro — люди в черном

Однажды в черной-черной комнате встретились двое в черном и замыслили нечто

Playboy
Хороша Даша Хороша Даша

Дарья Коновалова впервые рассказывает о знакомстве с Борисом Березовским

Tatler
Возраст неуверенности: почему важно хвалить подростков Возраст неуверенности: почему важно хвалить подростков

Почему так важно поддерживать взрослеющего ребенка

Psychologies
Доход с разумным риском Доход с разумным риском

Специалисты советуют инвесторам-физлицам повышать уровень финансовой грамотности

РБК
Открыть в приложении