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

От чего нейросети избавят мир От чего нейросети избавят мир

О каких вещах можно будет забыть в ближайшем будущем благодаря нейросетям?

Популярная механика
Я больше ничего не делегирую, и это серьезно облегчило мою жизнь Я больше ничего не делегирую, и это серьезно облегчило мою жизнь

Лучший способ выполнять дела — делать их самостоятельно

Psychologies
Пока все дома: как научиться работать «на удаленке» и не впасть в депрессию Пока все дома: как научиться работать «на удаленке» и не впасть в депрессию

Как простым сотрудникам пережить переход «на удаленку» без особых потерь

Forbes
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
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
Уборка насмарку: 20 грубых ошибок, из-за которых в доме не станет чище Уборка насмарку: 20 грубых ошибок, из-за которых в доме не станет чище

Как правильно пользоваться чистящими средствами и не забывать о правилах

Cosmopolitan
Тут я бессилен: что такое синдром хронической усталости и как понять, что он у вас есть Тут я бессилен: что такое синдром хронической усталости и как понять, что он у вас есть

Разбираемся в проблеме, приумножаем внутренний ресурс

Esquire
10 гениальных рекламных трюков в истории 10 гениальных рекламных трюков в истории

Чтобы продать что-нибудь ненужное, нужно думать как что-нибудь не… Стоп! Не так!

Maxim
«Партизанская» война: как женщины соперничают при помощи одежды «Партизанская» война: как женщины соперничают при помощи одежды

В коллективе никуда не деться от конкуренции

Psychologies
Как сделать крутую фотку своего члена (но не отправляй ее, если тебя об этом не просят) Как сделать крутую фотку своего члена (но не отправляй ее, если тебя об этом не просят)

Как сделать фотографию своего члена?

Playboy
Любовь или самообман? Как распознать настоящие чувства и избежать ловушек Любовь или самообман? Как распознать настоящие чувства и избежать ловушек

Какие ловушки ума заставляют нас обманываться в чувствах?

Psychologies
У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение У нарушителей режима отхода ко сну обнаружили учащенное сердцебиение

Это может повысить риск сердечно-сосудистых заболеваний

N+1
Александровский. Театр Александровский. Театр

Интервью с режиссером Семеном Александровским

Собака.ru
От холопа до Магомаева: кто такой Милош Бикович и почему все о нем говорят От холопа до Магомаева: кто такой Милош Бикович и почему все о нем говорят

Милош Бикович в одночасье стал одним из ведущих актеров России

Cosmopolitan
«Украшение коллектива»: что не так с празднованием 8 марта в России «Украшение коллектива»: что не так с празднованием 8 марта в России

День борьбы женщин за свои права плавно превратился в праздник «весны и цветов»

Forbes
6 финансовых привычек, которыми стоит обзавестись до 30 лет 6 финансовых привычек, которыми стоит обзавестись до 30 лет

Пренебрежение финансовым здоровьем может привести нас в неприятные ситуации

Playboy
Дофаминовая диета: почему она спасёт от выгорания и придаст сил Дофаминовая диета: почему она спасёт от выгорания и придаст сил

Ты чувствуешь себя настолько уставшей, что не помогают ни кофе ни даже отпуск?

Cosmopolitan
Кейт Аткинсон: Большое небо Кейт Аткинсон: Большое небо

Первые главы нового цикла романов Кейт Аткинсон

СНОБ
Как хочет женщина: наши сексуальные фантазии, которые неизвестны мужчинам Как хочет женщина: наши сексуальные фантазии, которые неизвестны мужчинам

О настоящих сексуальных фантазиях женщин, которые остаются тайной для мужчин

Cosmopolitan
Ниже некуда Ниже некуда

Гипотония очень мешает жить. Как стабилизировать давление?

Лиза
Святая простота Святая простота

Валерия Дзюба считает, что роскошь — в простоте и свободе

AD
Как фирма однокурсника Путина стала крупнейшей юридической компанией России Как фирма однокурсника Путина стала крупнейшей юридической компанией России

Фирма «Егоров, Пугинский, Афанасьев и партнеры» была небольшим адвокатским бюро

Forbes
Не похожий Не похожий

Главные события в жизни Рами Малека укладываются в какие-то пару лет

Glamour
«Бизнес не готов говорить по-настоящему важные вещи»: предприниматели — о встрече с Путиным «Бизнес не готов говорить по-настоящему важные вещи»: предприниматели — о встрече с Путиным

Впечатления от встречи с президентом России по вопросу поддержки бизнеса

Forbes
Москвич, американец, кот. Истории бездомных и малоимущих Москвич, американец, кот. Истории бездомных и малоимущих

Истории тех, кто оказался на улице или без средств к существованию

СНОБ
Елена Николаева: «Я нашла свою идеальную форму и будто замерла в ней» Елена Николаева: «Я нашла свою идеальную форму и будто замерла в ней»

Елена Николаева — о семье, штопке и фирменном способе соления лосося

Худеем правильно
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

Текст английского писателя Уилла Селфа об облаках

Esquire
Альбина Джанабаева: Мне кажется неправильным выкладывать фотографии сыновей в соцсетях Альбина Джанабаева: Мне кажется неправильным выкладывать фотографии сыновей в соцсетях

Альбина Джанабаева из тех редких женщин, рядом с которыми всегда тепло

Добрые советы
«Да, смерть!». Памяти Эдуарда Лимонова «Да, смерть!». Памяти Эдуарда Лимонова

Вспоминаем человека-легенду, писателя, политика, поэта-бунтаря — Эдичку

РБК
Открыть в приложении