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

Четыре способа вернуться к себе Четыре способа вернуться к себе

Разные виды психотерапии – разные пути, ведущие к внутренней зрелости

Psychologies
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
Голоса за кадром: кто дублирует звезд Голливуда Голоса за кадром: кто дублирует звезд Голливуда

Что общего у Скарлетт Йоханссон и помощника «Яндекса» «Алисы»?

РБК
Как в них родился Как в них родился

Кроссовки объединяли два мира

Популярная механика
За стеклом За стеклом

Пора разбирать хлам на балконе и готовиться к лету!

Лиза
Худшие подарки на 8 марта: пожалуйста, не покупай их своей девушке Худшие подарки на 8 марта: пожалуйста, не покупай их своей девушке

Безликость подарка — признак безразличия

Playboy
Успешные и голодные: как бизнесмены отказываются от еды, чтобы жить лучше Успешные и голодные: как бизнесмены отказываются от еды, чтобы жить лучше

Практики добровольного голодания придумали не сегодня и даже не вчера

Forbes
Давайте соединим культовые автомобили XX века с передовыми технологиями наших дней Давайте соединим культовые автомобили XX века с передовыми технологиями наших дней

Четыре примера олдаймеров с электромоторами

GQ
«Как вы решите, так и будет»: полная речь Путина, в которой он согласился на обнуление президентских сроков «Как вы решите, так и будет»: полная речь Путина, в которой он согласился на обнуление президентских сроков

Расшифровка выступления Владимира Путина об обнулении его президентского срока

Forbes
Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие Тренировка на одних фразах помогла нейросети распознать по активности мозга другие

Алгоритм не просто запоминает предложения, но и находит закономерности

N+1
Опасная пауза Опасная пауза

С чем связаны сбои менструации, приливы и нарушения сна

Лиза
Как правильно хотеть, чтобы добиться всего Как правильно хотеть, чтобы добиться всего

Без правильной цели невозможно ничего добиться и, главное, — стать счастливым

Forbes
Почему нас пугает неопределенность Почему нас пугает неопределенность

Именно открытость к переменам помогает нам в итоге расти и добиваться успеха

Psychologies
8 неожиданных фактов о самом рогатом виде транспорта 8 неожиданных фактов о самом рогатом виде транспорта

Троллейбусы не те, чем кажутся…

Maxim
Конец астрономии: как интернет стал проблемой для ученых Конец астрономии: как интернет стал проблемой для ученых

Как известно, лишь две вещи наполняют душу бесконечным удивлением

Популярная механика
Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда

Это средство любят за эффект блестящих, здоровых прядей

Cosmopolitan
Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной Как стать для него музой: 5 правил жизни с талантливым мужчиной

Что делать, если ты влюбилась в талантливого мужчину и как стать для него музой

Cosmopolitan
Как и с чем носить женскую куртку оверсайз — 7 простых, но эффектных образов Как и с чем носить женскую куртку оверсайз — 7 простых, но эффектных образов

Универсальные вещи оверсайз стали еще популярнее этой весной

Cosmopolitan
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
Дед Савенко. На смерть Эдуарда Лимонова Дед Савенко. На смерть Эдуарда Лимонова

Без него современную Россию «невозможно представить и еще труднее понять»

СНОБ
Разбор полетов. Хозяин толстого кота Виктора о проблемах транспортировки домашних питомцев Разбор полетов. Хозяин толстого кота Виктора о проблемах транспортировки домашних питомцев

Как Михаил Галин решился на «подмену» кота

СНОБ
Обзор смартфона Samsung Galaxy Note10 Lite: блокнот для народа Обзор смартфона Samsung Galaxy Note10 Lite: блокнот для народа

Почему Note10 Lite можно считать одним из лучших смартфонов Samsung

CHIP
Летось Летось

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

Наука и жизнь
Из князи в грязи: тест Toyota RAV4 Из князи в грязи: тест Toyota RAV4

Toyota RAV4 - это какой-то другой кроссовер, не похожий на все прежние

Популярная механика
Как избавиться от всех неприятных запахов: пот, лук, чеснок, алкоголь, дым и т.д. Как избавиться от всех неприятных запахов: пот, лук, чеснок, алкоголь, дым и т.д.

Чуешь, чем-то пахнет? Зажми нос и читай, что теперь делать

Maxim
Листья нори, фучжу и тхина: 10 неочевидных продуктов, которыми можно запастись кроме гречки Листья нори, фучжу и тхина: 10 неочевидных продуктов, которыми можно запастись кроме гречки

Какими продуктами запастись, чтобы жизнь казалась чуть приятнее и интереснее

Forbes
Как не вестись на провокации Как не вестись на провокации

Как дать отпор провоцирующему ссору собеседнику?

Maxim
Почему сомневаться в себе нормально и как с этим жить в кризис Почему сомневаться в себе нормально и как с этим жить в кризис

Упадок сил, усталость от выбранного пути — частые ощущения даже в обычное время

РБК
Шаткармы: йога очищения тела и сознания Шаткармы: йога очищения тела и сознания

С очистительной темой в йога-сообществе не все просто и однозначно

Yoga Journal
Дженни Колган: Шоколадная лавка в Париже Дженни Колган: Шоколадная лавка в Париже

Первая глава книги «Шоколадная лавка в Париже» Анны Трент

СНОБ
Открыть в приложении