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

Интим не предлагать? Интим не предлагать?

Как продолжать оставаться желанной и справиться со своими страхами и комплексами

Лиза
Кетодиета: за и против Кетодиета: за и против

Насколько кетодиета уместна для тех, кто хочет сбросить вес?

Худеем правильно
10 насекомых, из-за которых вы передумаете посещать Японию 10 насекомых, из-за которых вы передумаете посещать Японию

Суровая японская природа, наполненная жуткими насекомыми и арахнидами

Популярная механика
«Он был разрушителем». Каким запомнится Эдуард Лимонов «Он был разрушителем». Каким запомнится Эдуард Лимонов

Каким Эдуард Лимонов был при жизни и чему нас всех учил

Forbes
Они все страдают Они все страдают

Почему все так полюбили непонятные древние картинки со смешными подписями

Вокруг света
Попpобуй на вкус настоящей боpьбы: бои реконструкторов Попpобуй на вкус настоящей боpьбы: бои реконструкторов

Это обычные люди, но время от времени они превращаются в воинов Средневековья

Популярная механика
Как соцсети испортили мир Как соцсети испортили мир

Почему социальные сети приносят в наш мир раздор и негатив

Psychologies
Пропасть для среднего класса: что мы узнали из интервью Путина Пропасть для среднего класса: что мы узнали из интервью Путина

Почему за 20 лет страна так и не смогла победить бедность

Forbes
Эмилия Кларк: «Зачем всё усложнять?» Эмилия Кларк: «Зачем всё усложнять?»

Эмилия Кларк о жизни после «Игры престолов» и советах мамы

Cosmopolitan
Эксклюзив Cosmo: Джейн Биркин о стиле, сексуальности и творчестве Эксклюзив Cosmo: Джейн Биркин о стиле, сексуальности и творчестве

Интервью с Джейн Биркин – легендарной певицей, актрисой и фэшн-иконой

Cosmopolitan
#LOVEIS… #LOVEIS…

Любовь бывает разная: братская, родительская или супружеская

Grazia
Не только гречка: что россияне покупают в период пандемии Не только гречка: что россияне покупают в период пандемии

Рассказываем, какие вещи россияне покупают в ретейлерах прямо сейчас

РБК
6 способов улучшить сексуальное общение 6 способов улучшить сексуальное общение

Там, где дело касается интимных отношений, не так легко принять решение

Psychologies
Переплетено Переплетено

Примета времени: источником бьюти-трендов становится даже экоактивизм

Glamour
Банкинг с подвохом Банкинг с подвохом

Не дай навязать себе обманом ненужную финансовую услугу

Лиза
Вагон наличных Вагон наличных

Физик из России заработал $90 млн на азиатских заемщиках

Forbes
Сумо: весомая статья о японской борьбе Сумо: весомая статья о японской борьбе

Чтобы быть спортсменом, совсем необязательно беспокоиться о красоте своего тела

Maxim
10 самых ироничных событий в истории 10 самых ироничных событий в истории

Некоторые люди входят в историю, а некоторые вляпываются в истории

Maxim
Неужели им верили? Абсурдные шоу про экстрасенсов, которые смотрела вся страна Неужели им верили? Абсурдные шоу про экстрасенсов, которые смотрела вся страна

«Внутри вас сидит сущность в виде гномика»

Cosmopolitan
Как быть с пьянством во время самоизоляции Как быть с пьянством во время самоизоляции

Желание напиться во время пандемии вполне объяснимо

Популярная механика
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
TESS нашел первую экзопланету в толстом диске Млечного Пути TESS нашел первую экзопланету в толстом диске Млечного Пути

Новая экзопланета в нашей спиральной галактике Млечный Путь

N+1
Почему не стоит писать в Сети о проблемах детей Почему не стоит писать в Сети о проблемах детей

Стоит ли родителям спрашивать совета по воспитанию в Сети

Psychologies
Максим Виторган: брак с Ксенией Собчак, звёздные роли и взрослые дети Максим Виторган: брак с Ксенией Собчак, звёздные роли и взрослые дети

В последние годы Максим Виторган многими воспринимался как муж Собчак

Cosmopolitan
Дети — достояние или приоритет государства? Вопрос дня Дети — достояние или приоритет государства? Вопрос дня

«Дети — важнейший приоритет государственной политики России»

СНОБ
Большая бухарская палатка Большая бухарская палатка

Палатка, подаренная императору Александру III эмиром Бухары Абдулахад-ханом

Дилетант
Стрельба втемную Стрельба втемную

Эта история российского стрелка Влада Лобаева началась с ролика на Youtube

Популярная механика
Схожие интересы Схожие интересы

Альтернативные варианты популярных туристических направлений

Grazia
По каким качествам нарциссы выбирают себе партнеров? По каким качествам нарциссы выбирают себе партнеров?

Можно ли защитить себя от партнера-манипулятора?

Psychologies
Что значит поза, в которой спит твоя кошка (7 поз) Что значит поза, в которой спит твоя кошка (7 поз)

Еще один шаг к пониманию этих загадочных пушистых богов

Maxim
Открыть в приложении