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

Дар речи Дар речи

Слово материально. Им можно убить или исцелить, осчастливить или опозорить

Вокруг света
Пора научиться поддерживать любимых людей в трудных ситуациях Пора научиться поддерживать любимых людей в трудных ситуациях

Давайте будем откровенными, смерть беспокоит всех

GQ
Хранители Хранители

Как буйволы стали национальным достоянием Индонезии

Вокруг света
Изофлавоны из соевых бобов связали со снижением риска коронарной болезни сердца Изофлавоны из соевых бобов связали со снижением риска коронарной болезни сердца

Потребление соевых бобов снижает риск возникновения заболеваний сердца

N+1
Экстраверты и интроверты: нелюбовь с первого взгляда Экстраверты и интроверты: нелюбовь с первого взгляда

Первое впечатление при знакомстве легко испортить. Особенно если вы интроверт

Psychologies
«Бруклинские глупости» Пола Остера — книга из обязательного списка литературы на этот год. Публикуем ее фрагмент «Бруклинские глупости» Пола Остера — книга из обязательного списка литературы на этот год. Публикуем ее фрагмент

«Бруклинские глупости» выходят в издательстве «Эксмо» в переводе Сергея Таска

Esquire
Поезд отправляется: самые красивые железнодорожные маршруты мира Поезд отправляется: самые красивые железнодорожные маршруты мира

Путешествие на поезде — это отдельный вид эстетического удовольствия

Forbes
Техосмотр по новым правилам: изменения вступят в силу летом Техосмотр по новым правилам: изменения вступят в силу летом

Процедуру ТО в Минтрансе снова меняют

РБК
Предменструальный синдром как индикатор того, сколько у вас жизненных сил Предменструальный синдром как индикатор того, сколько у вас жизненных сил

Причина перемены настроений во время ПМС кроется в энергетическом статусе

Psychologies
«Стрессов меньше не стало, просто теперь я их не заедаю» «Стрессов меньше не стало, просто теперь я их не заедаю»

История похудения

Худеем правильно
Стрельба втемную Стрельба втемную

Эта история российского стрелка Влада Лобаева началась с ролика на Youtube

Популярная механика
«Врешь ты всё!» «Врешь ты всё!»

Российская компания F2FGroup разработала технологию распознавания лжи

Эксперт
Как я полюбила себя и перестала бояться еды: история читательницы Cosmo Как я полюбила себя и перестала бояться еды: история читательницы Cosmo

Как и многие другие девушки, Маша столкнулась с расстройством пищевого поведения

Cosmopolitan
Масло жожоба для лица и волос: экзотический эликсир красоты Масло жожоба для лица и волос: экзотический эликсир красоты

Разбираемся в полезных свойствах домашней косметики с маслом жожоба

Cosmopolitan
Поездка за границу с детьми: как облегчить отпуск Поездка за границу с детьми: как облегчить отпуск

Няня поможет разгрузить вас от рутинных дел, связанных с детьми в поездках

Мама и малыш
7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн 7 документальных фильмов о моде, которые можно посмотреть онлайн

От кроссовок Джеффа Голдблюма до фабрик в Бангладеш

GQ
Ушли под лед: чем занимаются фигуристки после завершения спортивной карьеры Ушли под лед: чем занимаются фигуристки после завершения спортивной карьеры

Как сейчас складывается жизнь у фигуристок, которые решили завершить карьеру

Cosmopolitan
Игра на уничтожение: готова ли Россия к полномасштабной ценовой войне на рынке нефти Игра на уничтожение: готова ли Россия к полномасштабной ценовой войне на рынке нефти

Нефтяная отрасль страны оказалась на развилке

Forbes
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
Штрафы-2020: автомобилистам рассказали, к чему готовиться Штрафы-2020: автомобилистам рассказали, к чему готовиться

Штрафы ГИБДД перейдут в проект нового КоАП без изменений, но нормы скорректируют

РБК
На счастье На счастье

Модный и уютный интерьер в светлых тонах с яркими акцентами

SALON-Interior
Ненаследуемые особенности строения мозга определили поведение дрозофил Ненаследуемые особенности строения мозга определили поведение дрозофил

Индивидуальность в поведении мух не зависит от генетических особенностей

N+1
Алиса Горшенина Алиса Горшенина

Алиса Горшенина посылает капсулу прошлого и рентген настоящего в будущее

Собака.ru
4 причины, почему ты перестал двигаться вперед по карьерной лестнице 4 причины, почему ты перестал двигаться вперед по карьерной лестнице

Застрял на своей должности?

Playboy
Ярослав Худорожков: Вклады, акции, облигации, золото. Как наиболее эффективно обеспечить прирост инвестиций Ярослав Худорожков: Вклады, акции, облигации, золото. Как наиболее эффективно обеспечить прирост инвестиций

Какие активы наиболее привлекательны для сбережений

СНОБ
Бабушка надвое сказала Бабушка надвое сказала

Петербургская квартира дизайнера Тимофея Вересновского

AD
Настоящая Мулан: не обрезала волосы и 12 лет притворялась мужчиной Настоящая Мулан: не обрезала волосы и 12 лет притворялась мужчиной

В самой ранней версии легенды Хуа Мулань воевала 12 лет

Cosmopolitan
Как выбрать корпус для компьютера: основные критерии Как выбрать корпус для компьютера: основные критерии

Хороший корпус — залог стабильной работы вашего компьютера

CHIP
После Бонда После Бонда

Аукционы для поклонников бондианы и другие новости искусства

Robb Report
Купим много стеклобоя Купим много стеклобоя

Компания «Сибирское стекло» стремится увеличить объем переработки вторсырья

Эксперт
Открыть в приложении