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

Добро с кулаками Добро с кулаками

Яркий, сексуальный альфа-самец, готовый встать на защиту любимой

Вокруг света
Как соцсети испортили мир Как соцсети испортили мир

Почему социальные сети приносят в наш мир раздор и негатив

Psychologies
Выросла до оценки $1 млрд, потеряла её, но пережила кризис и несколько судов: история The Honest Company Джессики Альбы Выросла до оценки $1 млрд, потеряла её, но пережила кризис и несколько судов: история The Honest Company Джессики Альбы

Стартап Джессики Альбы продает подгузники и косметику по подписке

VC.RU
Байки из гаража: как инженеры Porsche хотели «Москвич» улучшить Байки из гаража: как инженеры Porsche хотели «Москвич» улучшить

Гениальная идея усовершенствовать массовый советский автомобиль

Maxim
«Хорошие туфли нельзя носить каждый день». Советы по уходу за дорогой обувью от парижского мастера «Хорошие туфли нельзя носить каждый день». Советы по уходу за дорогой обувью от парижского мастера

Мастер обувного дела Мишель Рабаллан

Forbes
Цена доверия: что должны сделать правительства, чтобы остановить обвал фондового рынка Цена доверия: что должны сделать правительства, чтобы остановить обвал фондового рынка

Падение фондового рынка может поставить новый антирекорд

Forbes

В США и Европе не только обмениваются брачными клятвами, но еще и обновляют их

Cosmopolitan
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
Премьер и нищета: как Михаил Мишустин будет бороться с бедностью Премьер и нищета: как Михаил Мишустин будет бороться с бедностью

Стагнирующие располагаемые доходы населения становятся политической проблемой

Forbes
Листья нори, фучжу и тхина: 10 неочевидных продуктов, которыми можно запастись кроме гречки Листья нори, фучжу и тхина: 10 неочевидных продуктов, которыми можно запастись кроме гречки

Какими продуктами запастись, чтобы жизнь казалась чуть приятнее и интереснее

Forbes
Мерцающие поля Брюса Манро Мерцающие поля Брюса Манро

Брюс Манро придумал акриловые шарики, а ландшафтные дизайнеры всего мира оценили

Популярная механика
Зачетные молодежные комедии: лучшие фильмы про студентов и старшеклассников Зачетные молодежные комедии: лучшие фильмы про студентов и старшеклассников

Список молодежных комедий, который поможет немного поностальгировать

Playboy
Как правильно готовить блины: к Масленице и не только (рассказывают шефы московских ресторанов) Как правильно готовить блины: к Масленице и не только (рассказывают шефы московских ресторанов)

Каждый год в Масленичную неделю вся Россия начинает готовить и есть блины

Esquire
Возраст неуверенности: почему важно хвалить подростков Возраст неуверенности: почему важно хвалить подростков

Почему так важно поддерживать взрослеющего ребенка

Psychologies
«Ксива», «Дайте две!» и еще 14 слов и выражений с увлекательной историей происхождения «Ксива», «Дайте две!» и еще 14 слов и выражений с увлекательной историей происхождения

Разбираем по косточкам крылатые слова и выражения, оккупировавшие наш язык

Maxim
Везение и труд Везение и труд

23‑летняя Аня Тейлор-Джой — одна из самых востребованных молодых актрис

Glamour
Как игра Minecraft помогает учить английский и получать финансирование от ООН Как игра Minecraft помогает учить английский и получать финансирование от ООН

Рассказ об одной из самых известных игр в мире — Minecraft

СНОБ
Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья Марблинг, геокэшинг и еще 5 новых занятий для счастья

Новые модные хобби, которые помогут снять стресс и пережить неожиданные эмоции

РБК
По уходу за ребенком По уходу за ребенком

Косметические бренды предлагают детям такой же широкий выбор, как и мамам

Vogue
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
Джордан Роуз Фрай: «Какой смысл в жизни без авантюр?!» Джордан Роуз Фрай: «Какой смысл в жизни без авантюр?!»

Американка Джордан Роуз Фрай о том, как ей дались съемки откровенных сцен

Grazia
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
10 вопросов к Энн Хэтэуэй и Мэттью Макконахи 10 вопросов к Энн Хэтэуэй и Мэттью Макконахи

Как Энн и Мэттью пришлось измениться в реальной жизни ради ролей

Playboy
Что происходит с Полярной звездой Что происходит с Полярной звездой

Результаты измерений звезды массы разными методами существенно отличаются

Популярная механика
10 отличных фильмов об эпидемиях: от Швеции до Японии, от 1950-х до наших дней 10 отличных фильмов об эпидемиях: от Швеции до Японии, от 1950-х до наших дней

Какое кино об эпидемиях снимали в разных странах в разные эпохи

Esquire
Пельш, Зеленский и другие: кто из звезд начинал с КВН, а ты и не знала Пельш, Зеленский и другие: кто из звезд начинал с КВН, а ты и не знала

Через школу КВН прошло очень много российских комиков и шоуменов

Cosmopolitan
Под знаком «упс!»: 10 маленьких ошибок, которые привели к большим последствиям Под знаком «упс!»: 10 маленьких ошибок, которые привели к большим последствиям

Незначительные ошибки, которые привели к последствиям огромных масштабов

Maxim
Непроницаемость графена опровергли водородом Непроницаемость графена опровергли водородом

Вещество одноатомной толщины не пропускает ничего, кроме водорода

N+1
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
Спасение предпринимателей: какие меры помощи вводят правительства стран Европы, США и России в условиях кризиса Спасение предпринимателей: какие меры помощи вводят правительства стран Европы, США и России в условиях кризиса

Коротко о главных инициативах поддержки малого и среднего бизнеса

VC.RU
Открыть в приложении