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

Желтый полиэтиленовый пакет Желтый полиэтиленовый пакет

Что Чичваркин вывез из России в Лондон в крепком желтом пакете «Евросети»

Forbes
Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне Бармен — друг молодежи: как россиянка запускала самый модный бар в сицилийской деревне

Что бывает, когда персонал любит своих клиентов больше, чем нанимателя

Forbes
Как и с кем живут бывшие мужья Аллы Пугачевой Как и с кем живут бывшие мужья Аллы Пугачевой

За плечами российской Примадонны 5 браков и 2 венчания

Cosmopolitan
Запчасти подорожают в июне. Что будет с ОСАГО и каско Запчасти подорожают в июне. Что будет с ОСАГО и каско

Участники страхового рынка прогнозируют рост стоимости полисов каско

РБК
Mazda CX-5 Zima Edition. Кроссовер для зимы, которой не было Mazda CX-5 Zima Edition. Кроссовер для зимы, которой не было

Mazda CX-5 Zima – качественный и быстрый кроссовер с новыми полезными штуками

4x4 Club
У самого Черного моря У самого Черного моря

Если ждать майских праздников нет никаких сил, отправляйся на уик-энд в Сочи!

Cosmopolitan
Козырь в рукаве Козырь в рукаве

Репортаж их лондонского ателье, где шьют рубашки Pink по индивидуальному заказу

Robb Report
«Церковь не боится своей истории» «Церковь не боится своей истории»

Почему Ватикан решился досрочно рассекретить архивы

Огонёк
Технологии, которые изменят нашу жизнь в ближайшие 10 лет Технологии, которые изменят нашу жизнь в ближайшие 10 лет

В течение следующих 10 лет мир ждет больше изменений, чем за прошлую сотню лет

GQ
Разговор на чистоту Разговор на чистоту

Важные вопросы по очищению кожи лица

Yoga Journal
Лучшие дома Помпей Лучшие дома Помпей

Заглянем в жилища древних помпейцев

N+1
Лучший враг человека. 9 неприятных историй, связанных с милыми собаками Лучший враг человека. 9 неприятных историй, связанных с милыми собаками

Собака — это существо, которое может доставить массу проблем окружающим

Maxim
Как покрасить волосы в белый без желтизны: 5 простых шагов до цвета мечты Как покрасить волосы в белый без желтизны: 5 простых шагов до цвета мечты

Платиновый блонд без желтого подтона — реальность, а не сказка

Cosmopolitan
Учимся управлять своими деньгами Учимся управлять своими деньгами

Майкл Кей предлагает авторский подход к управлению деньгами

Psychologies
9 пищевых продуктов, которые подделывают чаще всего 9 пищевых продуктов, которые подделывают чаще всего

Около 10% продуктов, которые мы употребляем в пищу, являются подделкой

Maxim
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 создать модный интернет-магазин, разрушая «нормы приличия» Как создать модный интернет-магазин, разрушая «нормы приличия»

Без отчаянного «авангарда» в ассортименте нельзя создать модный интернет-магазин

Forbes
11 причин задуматься, нужны ли вы мужчине 11 причин задуматься, нужны ли вы мужчине

Казалось, у вас все идет хорошо, и вдруг он пропадает без объяснений

Psychologies
Для чего нужен атлетический пояс и как его выбрать — отвечают фитнес-тренеры Для чего нужен атлетический пояс и как его выбрать — отвечают фитнес-тренеры

Рассказываем, для чего нужен атлетический пояс и как его выбрать

Cosmopolitan
Святая простота Святая простота

Валерия Дзюба считает, что роскошь — в простоте и свободе

AD
Изнасилование несовершеннолетней, смерть жены и побег: жизнь Романа Полански Изнасилование несовершеннолетней, смерть жены и побег: жизнь Романа Полански

Главные скандалы Романа Полански и рассказываем, почему его не любят в Голливуде

Cosmopolitan
Стоит ли тратить деньги на патчи для глаз или это маркетинговый ход Стоит ли тратить деньги на патчи для глаз или это маркетинговый ход

Действительно ли патчи для глаз избавят от отеков и темных кругов под глазами?

Cosmopolitan
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
Даешь куртки из пластиковых бутылок! Даешь куртки из пластиковых бутылок!

Finn Flare запустила в продажу экокапсулу женской одежды из вторсырья

Эксперт
Как улучшить работу мозга: 7 ключевых факторов Как улучшить работу мозга: 7 ключевых факторов

Природой нам предназначено сохранять остроту и ясность ума в любом возрасте

Популярная механика
Элио Гуариско: «Когда мы практикуем йогу, у нас должно быть понимание присутствия» Элио Гуариско: «Когда мы практикуем йогу, у нас должно быть понимание присутствия»

Элио Гуариско — о том, как практикует йогу и что главное в тибетских текстах

Yoga Journal
Творческий человек в каждом из нас Творческий человек в каждом из нас

А что, если в каждом из нас прячется гений?

Psychologies
Как начать инвестировать в облигации Как начать инвестировать в облигации

Рекомендации для тех, кто делает первые шаги на фондовом рынке

РБК
Игра на публику: лучшие друзья на экране, которые ненавидят друг друга в жизни Игра на публику: лучшие друзья на экране, которые ненавидят друг друга в жизни

Актеры, которые ненавидят друг друга, но кажутся близкими друзьями на экранах

Cosmopolitan
Худей с настроением! Худей с настроением!

Эта диета хороша тем, что не только помогает избавиться от лишнего веса

Лиза
Открыть в приложении