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

7 ключей к хорошему впечатлению 7 ключей к хорошему впечатлению

Как с помощью невербальных сигналов поддерживать контакт с собеседником

Psychologies
Профессионалы работают бесплатно: почему деньги убивают стартапы Профессионалы работают бесплатно: почему деньги убивают стартапы

Чем меньше ресурсов у вашего бизнеса — тем аккуратнее вы будете их расходовать

Forbes
Жизнеутверждающее чтение: 10 книжных новинок на «карантинные каникулы» Жизнеутверждающее чтение: 10 книжных новинок на «карантинные каникулы»

В эти книги можно погрузиться с головой

Forbes
Королевская свадьба-2020: история отношений принцессы Беатрис и Эдоардо Моцци Королевская свадьба-2020: история отношений принцессы Беатрис и Эдоардо Моцци

Единственная королевская свадьба в 2020 году

Cosmopolitan
Программа действий для безболезненного переезда из одной квартиры в другую Программа действий для безболезненного переезда из одной квартиры в другую

Мы подробно расписали, как виртуозно и с огоньком переехать на новое место

Maxim
Полимер ждет строгих мер Полимер ждет строгих мер

Какие новые материалы придут на смену пластику

РБК
Пришли в сознание Пришли в сознание

Модный шопинг — последнее, что цивилизация отберет у героинь «Татлера»

Tatler
Проучим этих «наглых янки». Сможет ли Россия выиграть в мировой нефтяной войне Проучим этих «наглых янки». Сможет ли Россия выиграть в мировой нефтяной войне

Нефтяные котировки рухнули сразу на 30%, это стало самым большим падением

СНОБ
Пусковое устройство для автомобиля: рейтинг 6 лучших моделей Пусковое устройство для автомобиля: рейтинг 6 лучших моделей

Как выбрать автономное пусковое устройство для автомобиля?

CHIP
У каких продуктов самый большой срок годности? У каких продуктов самый большой срок годности?

Эти продукты точно можно закупать впрок

Cosmopolitan
Потерянные деньги: почему женщины меньше инвестируют и как это исправить Потерянные деньги: почему женщины меньше инвестируют и как это исправить

Мировая финансовая индустрия теряет 700 млрд, не привлекая женскую аудиторию

Forbes
Ветроспектива Ветроспектива

Факты, мифы и легенды о самых необычных ветрах нашей планеты

Maxim
Как бывший автогонщик и трейдер из России продал стартап лидеру мирового рынка Как бывший автогонщик и трейдер из России продал стартап лидеру мирового рынка

Сооснователь стартапа Busfor Илья Екушевский о том, зачем продавать дело жизни

Forbes
Эффект Пляйна Эффект Пляйна

Баварец Филипп Пляйн считает себя мечтателем, а не дизайнером

Robb Report
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
Алкогений: Майкл Дуглас Алкогений: Майкл Дуглас

Напиваясь, Дуглас постепенно превращался в несмешную пародию на своих персонажей

Maxim
Древнеримские настолки Древнеримские настолки

Настольные игры были популярны с древности

N+1
Семейный Крис Рок и беременная Эми Шумер: 8 отличных стендапов для длинных выходных Семейный Крис Рок и беременная Эми Шумер: 8 отличных стендапов для длинных выходных

После этих стендапов захочется обнять близких и найдутся силы на сложные дела

Forbes
5 страхов, которые мешают нам просить помощи 5 страхов, которые мешают нам просить помощи

Когда приходится просить кого-то об услуге, многие смущаются

Psychologies
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 виноматериалы спрячут в российском вине Как виноматериалы спрячут в российском вине

Называть вином напитки, сделанные с использованием виноматериалов, запретили

Forbes
Мойка и очиститель воздуха: в чем разница, и какое устройство лучше? Мойка и очиститель воздуха: в чем разница, и какое устройство лучше?

Пыль, аллергены в доме — от всего этого можно избавиться при помощи техники

CHIP
15 мыслей Мартина Иванова 15 мыслей Мартина Иванова

Мартин Иванов о деньгах и разбитых автомобилях

GQ
От индейцев до цирков «человеческих диковинок» и хиппи: как развивалась американская тату-культура От индейцев до цирков «человеческих диковинок» и хиппи: как развивалась американская тату-культура

Эволюция татуировок со времен Колумба до наших дней

Esquire
Автомобиль года: час быка Автомобиль года: час быка

Лучший роскошный автомобиль года и ещё пять претендентов на место в вашем гараже

Robb Report
Слезы капали Слезы капали

Дизайнер Полина Осипова не догадывалась, что будет продавать свои слезы

Seasons of life
Банкротство на крови: как разорилась прорывная компания депутата Госдумы, в которую государство вложило 1,6 млрд рублей Банкротство на крови: как разорилась прорывная компания депутата Госдумы, в которую государство вложило 1,6 млрд рублей

Что довело инновационный бизнес до банкротства

Forbes
Отмена клеточной смерти нейронов помогла обонятельной системе дрозофил эволюционировать Отмена клеточной смерти нейронов помогла обонятельной системе дрозофил эволюционировать

Для этого насекомые заблокировали программированную клеточную гибель

N+1
5 алкогольных коктейлей, которые легко сделать дома из того, что есть 5 алкогольных коктейлей, которые легко сделать дома из того, что есть

Идеально для залипания в любимый сериал

Playboy
О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Интересные исследования и новости научного мира

Наука и жизнь
Открыть в приложении