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

Мессенджер в голове: есть ли перспективы у «техно-телепатии» Мессенджер в голове: есть ли перспективы у «техно-телепатии»

Как людям обмениваться мыслями, не став жертвами унификации

VC.RU
Взгляд за звёзды: что встречается за пределами Галактики Взгляд за звёзды: что встречается за пределами Галактики

И Млечный Путь, и другие галактики таят в себе множество неизведанного

Популярная механика
Как Мэй Хабиб заработала $285 млн на ИИ-агентах, способных заменить 90% работников Как Мэй Хабиб заработала $285 млн на ИИ-агентах, способных заменить 90% работников

Как Мэй Хабиб создает ПО на базе ИИ, которое берет на себя рутинные задачи

Forbes
Революция мобильности Революция мобильности

Какое будущее ждёт премиальные и люксовые автомобили в ближайшие годы

Robb Report
Исследование: мозг пользователей TikTok работает иначе в рискованных ситуациях Исследование: мозг пользователей TikTok работает иначе в рискованных ситуациях

У пользователей TikTok и Reels возрастает склонность к импульсивным решениям

Inc.
Создавать свою реальность Создавать свою реальность

Черный — любимый цвет ярких, самобытных, независимых людей. Васса такая

OK!
Black Cupro: «Успех мужчины зависит от того, какая женщина рядом» Black Cupro: «Успех мужчины зависит от того, какая женщина рядом»

Black Cupro – о цене успеха, дружбе в шоу-бизнесе и любимых

Лиза
Почему сомневаться в себе нормально и как с этим жить в кризис Почему сомневаться в себе нормально и как с этим жить в кризис

Упадок сил, усталость от выбранного пути — частые ощущения даже в обычное время

РБК
Зарегистрированы шесть новых случаев осложнений после трансплантации кала Зарегистрированы шесть новых случаев осложнений после трансплантации кала

Двое пациентов скончались, однако насколько это связано с процедурой

N+1
«Цены взлетят, новинки отложат». Что ждет авторынок после обвала рубля «Цены взлетят, новинки отложат». Что ждет авторынок после обвала рубля

Новые автомобили подорожают на 15%, если курс рубля не стабилизируется

РБК
В чем сложности обучения детей во время пандемии: опыт Китая В чем сложности обучения детей во время пандемии: опыт Китая

Дистанционное обучение звучит круто пока у учеников есть необходимая техника

Популярная механика
Пила, потерянные яйца и неудавшаяся оргия. В России начался фестиваль Best Comedy Shorts Пила, потерянные яйца и неудавшаяся оргия. В России начался фестиваль Best Comedy Shorts

Эти маленькие фильмы умные, тонкие, тактичные и удивительно смешные

СНОБ
9 полезных привычек 9 полезных привычек

Эти несложные действия требуют минимум усилий, а приносят максимум пользы

Лиза
Умная библиотека Умная библиотека

Правильное хранение книг, газет и журналов – как не утонуть в бумажном море?

Лиза
Зона комфорта Зона комфорта

Конфликт поколений: как всем ужиться под одной крышей

Лиза
Не похожий Не похожий

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

Glamour
15 культовых фильмов с неважным рейтингом 15 культовых фильмов с неважным рейтингом

Тихие троечники иногда добиваются большего, чем круглые отличники

Maxim
Весело живем Весело живем

Знаменитости нередко попадают впросак

Добрые советы
«Общественное мнение, или Власть цифр» «Общественное мнение, или Власть цифр»

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

N+1
Бурлеск Самбурской Бурлеск Самбурской

Актриса, певица, дива, Самбурская, Настасья – все это о ней

Maxim
Как пиво влияет на твою интимную жизнь? 5 положительных и негативных эффектов Как пиво влияет на твою интимную жизнь? 5 положительных и негативных эффектов

Пиво — нечто большее, чем просто очередной спиртной напиток

Playboy
Как сообщить об увольнении начальнику: 8 советов, чтобы сделать это правильно Как сообщить об увольнении начальнику: 8 советов, чтобы сделать это правильно

Увы, уйти с работы молча не получится

Playboy
Аргановое масло для волос и лица — 9 способов использования масла арганы Аргановое масло для волос и лица — 9 способов использования масла арганы

Масло арганы улучшит структуру волос и увлажнит кожу лица

Cosmopolitan
Петя может Петя может

Интервью с основателем компании Ploskov Production, продюсером Петром Плосковым

OK!
Что будет, если отказаться от газировки? 6 органов, работа которых изменится Что будет, если отказаться от газировки? 6 органов, работа которых изменится

Ты удивишься, что может случиться с твоим телом, если ты откажешься от газировки

Playboy
Первым делом самолёты Первым делом самолёты

Благодаря Пушкину мы знаем, что Breguet — это бренд с многовековой историей

Robb Report
Как спокойно работать, когда все дома: 5 советов на время карантина Как спокойно работать, когда все дома: 5 советов на время карантина

Теперь, когда приходится трудиться из дома, наш мозг сбит с толку

Psychologies
Как быть с пьянством во время самоизоляции Как быть с пьянством во время самоизоляции

Желание напиться во время пандемии вполне объяснимо

Популярная механика
Как правильно пользоваться стиральной машиной — лайфаки, которые упростят жизнь Как правильно пользоваться стиральной машиной — лайфаки, которые упростят жизнь

Правильное использование стиральной машинки — залог чистых и неиспорченных вещей

Cosmopolitan
15 историй 15 историй

Ирина Дубцова рассказывает истории создания ее 15 любимых треков

OK!
Открыть в приложении