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
5 лучших фильмов Люка Бессона, которые он не снимал 5 лучших фильмов Люка Бессона, которые он не снимал

Картины, в которых Люк Бессон был только сценаристом и продюсером

Maxim
Вызывает ли зависимость шоколад: 7 фактов о сладком Вызывает ли зависимость шоколад: 7 фактов о сладком

Насколько питателен шоколад? Вызывает ли он привыкание?

Популярная механика
«Налицо острейший кризис доверия»: в газете «Ведомости» начался конфликт из-за статьи о «Роснефти» «Налицо острейший кризис доверия»: в газете «Ведомости» начался конфликт из-за статьи о «Роснефти»

Руководство «Ведомостей» предложило своего кандидата на пост главного редактора

Forbes
Любовь, секс и роботы Любовь, секс и роботы

Вероятность того, что вашу работу в ближайшие 20 лет отдадут машине, все выше

Grazia
Филлеры могут привести к пневмонии и бронхиту? Врач о рисках «уколов красоты» Филлеры могут привести к пневмонии и бронхиту? Врач о рисках «уколов красоты»

Если ты думаешь, что знаешь о филлерах все, то ты ошибаешься

Cosmopolitan
Люди и недра Люди и недра

Россия вносила огромный вклад в технологии разведки, добычи и переработки нефти

Популярная механика
Диана Арбенина: «Семья — это наше равновесие» Диана Арбенина: «Семья — это наше равновесие»

Диана Арбенина — о качествах настоящего профессионала и главной асане в жизни

Yoga Journal
Ричард Престон: Эпидемия. Отрывок из книги Ричард Престон: Эпидемия. Отрывок из книги

Автор рассказывает, что пережили люди, изучающие вирус Эбола

СНОБ
Вертикаль страсти Вертикаль страсти

В съемке для Vogue главные героини российского современного танца

Vogue
Сергей Светлаков: «Я слишком избалован» Сергей Светлаков: «Я слишком избалован»

Сергей Светлаков о цензуре, спросе на искренность и комедийных сюжетах

Cosmopolitan
Само совершенство Само совершенство

Квартира в самом сердце Северной столицы с вневременным дизайн–концептом

SALON-Interior
Синяя рубашка: с чем носить и как сочетать Синяя рубашка: с чем носить и как сочетать

Какие комплекты можно составить с синей рубашкой на все случаи жизни

Cosmopolitan
«Это гуманитарная катастрофа». Писатель Саша Филипенко о новой книге, посвященной проблеме детских домов в России «Это гуманитарная катастрофа». Писатель Саша Филипенко о новой книге, посвященной проблеме детских домов в России

Саша Филипеко — о своей новой книге, проблеме сиротства и детских домах

Forbes
Выбор неопытного самца после развода увеличил потомство самок голубых сорок Выбор неопытного самца после развода увеличил потомство самок голубых сорок

Опытным самкам лучше образовывать пары с неопытными самцами

N+1
Вредные советы. Как владельцу сицилийского бара угодить своим клиентам Вредные советы. Как владельцу сицилийского бара угодить своим клиентам

Владелец пляжного бара ведет рассказ об особенностях национального бизнеса

Forbes
Одной крови. Как генетик из Гарварда создал приложение для знакомств, которое ищет пары на основе ДНК Одной крови. Как генетик из Гарварда создал приложение для знакомств, которое ищет пары на основе ДНК

Генная терапия — это атомная энергия XXI

Forbes
Что будет если съесть заплесневевшие, подгоревшие, засахарившиеся, залежавшиеся (и т.д.) продукты Что будет если съесть заплесневевшие, подгоревшие, засахарившиеся, залежавшиеся (и т.д.) продукты

Чем черевата показная всеядность

Maxim
10 вопросов к Энн Хэтэуэй и Мэттью Макконахи 10 вопросов к Энн Хэтэуэй и Мэттью Макконахи

Как Энн и Мэттью пришлось измениться в реальной жизни ради ролей

Playboy
Навстречу коммунизму. Останется ли место человеку в посткризисной экономике Навстречу коммунизму. Останется ли место человеку в посткризисной экономике

Человек стал самым слабым и уязвимым звеном в процессе производства товаров

СНОБ
Арт-терапия Арт-терапия

Дизайн–дуэт Паломба вдохнул новую жизнь в старинное палаццо в Апулии

SALON-Interior
Для кого делали четырехфарные «Волги» Для кого делали четырехфарные «Волги»

Для КГБ? На экспорт? На самом деле нет…

Maxim
По вашим заявкам: 12 отличных книг о вирусах, эпидемии и апокалипсисе По вашим заявкам: 12 отличных книг о вирусах, эпидемии и апокалипсисе

Самые интересные фантастические произведения за последние 130 лет

Esquire
Виртуальная экскурсия по Эрмитажу: 12 шедевров искусства и истории о них, которые вы не найдете в Виртуальная экскурсия по Эрмитажу: 12 шедевров искусства и истории о них, которые вы не найдете в

Интересные истории о шедеврах Эрмитажа, на которые едут посмотреть со всего мира

Esquire
Возраст — не помеха: как добиться успеха после 35 Возраст — не помеха: как добиться успеха после 35

Добиться желаемого можно в любом возрасте, утверждает Надежда Дешковец

Psychologies
Начать с главного Начать с главного

Проект квартиры, в котором кухня по авторскому дизайну стала ключевым элементом

SALON-Interior
Модная надежда Модная надежда

В чем различие между любовью к одежде и к моде в целом

Grazia
Альберто Мангель: Кража книг Альберто Мангель: Кража книг

Отрывок из книги Альберто Мангеля «История чтения»

СНОБ
«Конструктор» за $1,2 млн: кто и как зарабатывает на советском наследии «Конструктор» за $1,2 млн: кто и как зарабатывает на советском наследии

Какие советские артефакты покупают коллекционеры и музеи

Forbes
Гуппи не стали конкурировать с братьями за самку Гуппи не стали конкурировать с братьями за самку

Самцы гуппи предпочитают самок, за которыми еще не ухаживают

N+1
Открыть в приложении