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

Два Ивана: злой и... еще злее Два Ивана: злой и... еще злее

Легенда о двух Иванах Грозных: «хорошем» и «злом»

Дилетант
Истребитель сбивает сам себя, и другие странные случаи гибели истребителей Истребитель сбивает сам себя, и другие странные случаи гибели истребителей

Истребитель может обидеть каждый!

Maxim
7 правдивых историй о невероятных спасениях 7 правдивых историй о невероятных спасениях

Ты не задумывался, насколько тебе дорога твоя жизнь?

Maxim
Второй удар девальвации: банки начали повышать ставки по кредитам и вкладам Второй удар девальвации: банки начали повышать ставки по кредитам и вкладам

Сразу несколько банков повысили ставки по депозитам и по ипотечным кредитам

Forbes
Время данных: как информация становится краеугольным камнем бизнеса, общества и государства Время данных: как информация становится краеугольным камнем бизнеса, общества и государства

Зачем современному человеку нужно цифровое «Я»?

Forbes
Как выбрать микроскоп для ребенка: практические советы и лучшие модели Как выбрать микроскоп для ребенка: практические советы и лучшие модели

Причины купить микроскоп для ребенка могут быть разными

CHIP
Жизнь на Марксе Жизнь на Марксе

Как сегодня выглядит борьба с капитализмом в сердце Европы

Esquire
Лидер говорит: как заставить людей услышать вас Лидер говорит: как заставить людей услышать вас

Можно ли этому научиться быть лидером?

Psychologies
Автомобиль года: час быка Автомобиль года: час быка

Лучший роскошный автомобиль года и ещё пять претендентов на место в вашем гараже

Robb Report
Почему «ворчливый, но любящий дед» Берни Сандерс мог бы побороть Трапа на поле новой искренности (но президентом ему не стать) Почему «ворчливый, но любящий дед» Берни Сандерс мог бы побороть Трапа на поле новой искренности (но президентом ему не стать)

Почему Берни Сандерс все увереннее проигрывает Джо Байдену

Esquire
Край света Край света

Самая северная точка Европы для искателей приключений

Вокруг света
7 вопросов Александру Сосланду, психотерапевту. О панике и карантине 7 вопросов Александру Сосланду, психотерапевту. О панике и карантине

О том, насколько опасны панические явления

Русский репортер
«Если потребитель любит российскую соцсеть, зачем ему зарубежная?» Замглавы ФАС — о предустановке российского софта на смартфоны «Если потребитель любит российскую соцсеть, зачем ему зарубежная?» Замглавы ФАС — о предустановке российского софта на смартфоны

Интервью с заместителем руководителя Федеральной антимонопольной службы

Forbes
Нет ни либерала, ни фундаменталиста. Продолжение полемики Артема Нарышкина и Александра Дворкина о расколе в РПЦ Нет ни либерала, ни фундаменталиста. Продолжение полемики Артема Нарышкина и Александра Дворкина о расколе в РПЦ

Фундаментальные вопросы о представлении христианского мировоззрения

СНОБ
Маленькая хищница: как расплачиваются юные разлучницы Маленькая хищница: как расплачиваются юные разлучницы

Молодая любовница стареющего мужчины - отрицательный фольклорный персонаж

Cosmopolitan
«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
Петя может Петя может

Интервью с основателем компании Ploskov Production, продюсером Петром Плосковым

OK!
Цифровая гигиена: правила информационной безопасности, которым стоит научить своих детей Цифровая гигиена: правила информационной безопасности, которым стоит научить своих детей

Как обезопасить ребенка в кибер-пространстве

Forbes
«Цены поднимутся на 10-15%»: как рынок электроники отреагирует на ослабление рубля «Цены поднимутся на 10-15%»: как рынок электроники отреагирует на ослабление рубля

Рынок электроники изменит ценники, если курс рубля продержится на текущем уровне

Forbes
Stratolaunch представила гиперзвуковые планеры и многоразовый космоплан Stratolaunch представила гиперзвуковые планеры и многоразовый космоплан

Компания планировала запускать спутники на орбиту, но сменила курс развития

N+1
«Общественное мнение, или Власть цифр» «Общественное мнение, или Власть цифр»

Отрывок из книги Григория Юдина «Общественное мнение, или Власть цифр»

N+1
«Ты можешь быть сколько угодно креативным, но если это не нужно людям, все бессмысленно»: Томми Хилфигер — об инклюзивности и последнем показе «Ты можешь быть сколько угодно креативным, но если это не нужно людям, все бессмысленно»: Томми Хилфигер — об инклюзивности и последнем показе

Как Томми Хилфигеру удалось соединить в коллекции три главных модных понятия

Esquire
Богатая белая женщина, которая всем наносит пользу: каким получился сериал «И повсюду тлеют пожары» с Риз Уизерспун Богатая белая женщина, которая всем наносит пользу: каким получился сериал «И повсюду тлеют пожары» с Риз Уизерспун

Сериал «И повсюду тлеют пожары» по одноименному бестселлеру Селесты Инг

Esquire
Как сделать Как сделать

Можно ли выглядеть роскошно, несмотря на скромное наполнение косметички?

Cosmopolitan
Esquire на карантине: креативный продюсер Дмитрий Болдин — о том, как теперь проходят съемки Esquire на карантине: креативный продюсер Дмитрий Болдин — о том, как теперь проходят съемки

Первый день карантина я встретил как Том Круз в «Ванильном небе»

Esquire
«Ты выживешь, только если будешь помогать другим». Чулпан Хаматова о фильме «Зулейха открывает глаза» «Ты выживешь, только если будешь помогать другим». Чулпан Хаматова о фильме «Зулейха открывает глаза»

Получилась ли достойной экранизация романа «Зулейха открывает глаза»?

Forbes
10 примеров ядовитой еды, которой мы не прочь перекусить 10 примеров ядовитой еды, которой мы не прочь перекусить

​​​​Мы нередко можем услышать, что тот или иной вид пищи – яд

Популярная механика
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
Со скоростью Светы Со скоростью Светы

Светлана Ходченкова о женском соперничестве и дружбе с мужчинами

Cosmopolitan
Чистим диск: что и где может занимать много места Чистим диск: что и где может занимать много места

Постоянно заканчивается свободное место на HDD или SSD?

CHIP
Открыть в приложении