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

Давай пошалим Давай пошалим

Архитекторы превратили традиционное шале в загородный дом с арт-галереей

AD
Ася Волошина Ася Волошина

Ася Волошина раздвигает рамки профессии

Собака.ru
Авторский дизайн-проект по цене похода в салон красоты: где, как, сколько? Авторский дизайн-проект по цене похода в салон красоты: где, как, сколько?

Для яркого дизайна и хорошего ремонта больше не нужен галактический бюджет

Cosmopolitan
Слайд-шоу Слайд-шоу

Новые разработки и прототипы

Популярная механика
Пять женщин-архитекторов, за которыми стоит следить Пять женщин-архитекторов, за которыми стоит следить

Перспективных женщины-архитекторы и их проекты

Forbes
Частое сидение на корточках не засчитали за сидячий образ жизни Частое сидение на корточках не засчитали за сидячий образ жизни

«В природе» человек должен нагружать мышцы и во время поддержания статичных поз

N+1
Полезные свойства чая — снижаем вес, молодеем и повышаем иммунитет Полезные свойства чая — снижаем вес, молодеем и повышаем иммунитет

Может ли чай повысить иммунитет и замедлить процессы старения?

Cosmopolitan
Джастин Тимберлейк и Анна Кендрик о фильме Джастин Тимберлейк и Анна Кендрик о фильме

Эксклюзивное интервью Джастина Тимберлейка и Анны Кендрик о новом фильме

Cosmopolitan
Как спасти пересоленный суп и другие полезные лайфхаки для ведения хозяйства Как спасти пересоленный суп и другие полезные лайфхаки для ведения хозяйства

Эти советы помогут не только упростить жизнь, но и сохранить семейный бюджет

Cosmopolitan
«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
Я волна Я волна

Танцовщик и хореограф из Зауралья ставит блокбастеры в Мариинском театре

Собака.ru
Обыкновенный фашизм: каким получился «Заговор против Америки» — антиутопия про США, ставшие союзниками Третьего рейха Обыкновенный фашизм: каким получился «Заговор против Америки» — антиутопия про США, ставшие союзниками Третьего рейха

На HBO и Amediateka выходит новый проект Дэвида Саймона

Esquire
Доплата за переработку Доплата за переработку

Как мусорная реформа чуть не выбросила на свалку истории мелкие компании

РБК
Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья

Новые модные хобби, которые помогут снять стресс и пережить неожиданные эмоции

РБК
Бумажный танк: как в СССР построили первый инкассаторский броневик Бумажный танк: как в СССР построили первый инкассаторский броневик

Разбег на рубль, удар на копейку

Maxim
Боязнь воды и продажа БАДов: 9 удивительных фактов о Дженнифер Энистон Боязнь воды и продажа БАДов: 9 удивительных фактов о Дженнифер Энистон

Есть факты о Дженнифер Энистон, о которых ты точно не знаешь

Cosmopolitan
10 отличных российских мужских брендов, которые стоит поддержать сейчас 10 отличных российских мужских брендов, которые стоит поддержать сейчас

10 самых интересных локальных марок мужской одежды

Esquire
Каталог светлых голов: как заманить стартаперов в корпорацию и превратить их в ценные кадры Каталог светлых голов: как заманить стартаперов в корпорацию и превратить их в ценные кадры

Как не взлетевший проект может стать кадровым донором для корпорации

Forbes
Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства Протототалитаризм: история первого тоталитарного государства

Отправим тебя в Древний Египет, чтобы ты уже сам сориентировался на местности

Maxim
Нужны ли геймеру мониторы на 100+ герц и FPS > 30? Нужны ли геймеру мониторы на 100+ герц и FPS > 30?

Мониторы преодолели планку в 100 Гц. Это маркетинг или прорывная технология?

CHIP
Как ездить на машине с «роботом»: 6 правил, о которых мало кто знает Как ездить на машине с «роботом»: 6 правил, о которых мало кто знает

Самые простые правила эксплуатации преселективной коробки передач

РБК
Как отличить самоубийство от убийства Как отличить самоубийство от убийства

Отрывок из книги самого востребованного криминалиста Англии Анджелы Галлоп

СНОБ
Не время сейчас! Не время сейчас!

Время пройтись по брендам, которые мы увидим в новом фильме бондианы

Robb Report
Чистая кухня Чистая кухня

Тренд на экологичность и ремесленный подход начинается с еды

GQ
4 ступени и 4 закона на пути от привычки к свободе и успеху 4 ступени и 4 закона на пути от привычки к свободе и успеху

Успехом и прогрессом движут… привычки

Psychologies
Что такое логопедический массаж и как он может помочь даже в самых Что такое логопедический массаж и как он может помочь даже в самых

Каждая мама с трепетом ждет того дня, когда дитя произнесет свое первое слово

Мама и малыш
На счастье На счастье

Модный и уютный интерьер в светлых тонах с яркими акцентами

SALON-Interior
Второе тело президента: Кремль решает проблему смертности лидера, кодифицировав Путина в конституции Второе тело президента: Кремль решает проблему смертности лидера, кодифицировав Путина в конституции

Попытка создать неумирающее политическое тело, способное жить дольше обычного

Forbes
Метеозависимость, рассол от похмелья и 3 других мифа о головной боли Метеозависимость, рассол от похмелья и 3 других мифа о головной боли

Врач-невролог Дмитрий Шубин отделяет зерна от плевел, а мифы — от правды

Популярная механика
Летось Летось

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

Наука и жизнь
Открыть в приложении