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

Дитя цветов Дитя цветов

Все люди делятся на тех, кто знает, и тех, кто не знает Лизу Шатилову

Maxim
«Это просто отвратительно»: чем нам полезно это чувство? «Это просто отвратительно»: чем нам полезно это чувство?

Почему все люди испытывают одинаковое отвращение к некоторым вещам

Psychologies
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
Конституционно-правовая катастрофа: что не так с обнулением президентских сроков Конституционно-правовая катастрофа: что не так с обнулением президентских сроков

Обнуление президентских сроков означает, что сфера права сжимается

Forbes
Стритвир умер, да здравствует стритвир: 9 марок уличной одежды, за которыми стоит следить Стритвир умер, да здравствует стритвир: 9 марок уличной одежды, за которыми стоит следить

Молодые проекты переосмысливают околоспортивную концепцию стритвира

Esquire
Мукой обсыпались? Звезды, которых подвела пудра и вспышка — фото вблизи Мукой обсыпались? Звезды, которых подвела пудра и вспышка — фото вблизи

Вспышка фотокамер может сыграть с твоим макияжем злую шутку

Cosmopolitan
Синяя рубашка: с чем носить и как сочетать Синяя рубашка: с чем носить и как сочетать

Какие комплекты можно составить с синей рубашкой на все случаи жизни

Cosmopolitan
Предприниматель из Петербурга продал бизнес и потратил деньги на разработку клавиатуры и планшета для слепоглухих людей Предприниматель из Петербурга продал бизнес и потратил деньги на разработку клавиатуры и планшета для слепоглухих людей

C помощью этих устройств незрячие и слепоглухие смогут общаться с внешним миром

VC.RU
7 российских спектаклей XXI века в записи 7 российских спектаклей XXI века в записи

Спектакли, которые вы можете посмотреть их бесплатно прямо сейчас

GQ
Как актриса Риз Уизерспун создала один из самых влиятельных книжных клубов Америки (и стала суперуспешным продюсером) Как актриса Риз Уизерспун создала один из самых влиятельных книжных клубов Америки (и стала суперуспешным продюсером)

Карьера Риз Уизерспун всегда складывалась неплохо, но все изменилось в 2017 году

Esquire
Как именно микропластик вредит рыбам Как именно микропластик вредит рыбам

Пластиковое загрязнение океана является глобальной экологической угрозой

National Geographic
Карантин по-украински Карантин по-украински

Меры властей повлияли на жизнь граждан Украины куда сильнее, чем сама болезнь

Огонёк
Триллер «Платформа» на Netflix: суицид, жестокость, голод и каннибализм в утопичной тюрьме Триллер «Платформа» на Netflix: суицид, жестокость, голод и каннибализм в утопичной тюрьме

Как будет существовать социум, изолированный от мира в одном небоскребе?

GQ
«Бизнес не готов говорить по-настоящему важные вещи»: предприниматели — о встрече с Путиным «Бизнес не готов говорить по-настоящему важные вещи»: предприниматели — о встрече с Путиным

Впечатления от встречи с президентом России по вопросу поддержки бизнеса

Forbes
Схема нового налога и законы о кредитах для бизнеса: Путин раздал поручения по мерам из своего обращения Схема нового налога и законы о кредитах для бизнеса: Путин раздал поручения по мерам из своего обращения

Путин раздал чиновникам поручения, связанные с мерами помощи бизнесу

Forbes
Обманчивая стабильность. Чем чревата расслабленность правительства и ЦБ Обманчивая стабильность. Чем чревата расслабленность правительства и ЦБ

За 10 лет реальные располагаемые доходы населения росли опережающими темпами

СНОБ
Поголовье дельфинов в Индийском океане сократилось на 80% за 70 лет Поголовье дельфинов в Индийском океане сократилось на 80% за 70 лет

Популяция китообразных в этом Индийском океане находится под угрозой

National Geographic
Пять женщин-архитекторов, за которыми стоит следить Пять женщин-архитекторов, за которыми стоит следить

Перспективных женщины-архитекторы и их проекты

Forbes
Я к ним ни ногой! Я к ним ни ногой!

Некоторые люди панически боятся людей в белых халатах

Лиза
Дутые «единороги»: почему оценка компании в $1 млрд может скрывать под собой бомбу замедленного действия Дутые «единороги»: почему оценка компании в $1 млрд может скрывать под собой бомбу замедленного действия

Насос, качающий деньги в стартап, может привести к его же уничтожению

Forbes
«Рынок наполнен распилами». Эксперты рассказали о схемах мошенников «Рынок наполнен распилами». Эксперты рассказали о схемах мошенников

Вторичный рынок автомобилей наполнен угнанными двойниками

РБК
Мужчина и мать его женщины: культурно-социологический анализ тёщи Мужчина и мать его женщины: культурно-социологический анализ тёщи

Эта женщина рано или поздно появляется в жизни любого мужчины

Maxim
Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду Кофейные зерна и апельсиновые корки: из чего модные бренды создают одежду

Как бренды используют сок каучука, апельсиновый жмых и кофейные зерна

GQ
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
Кожаный мяч Фрица Вальтера Кожаный мяч Фрица Вальтера

Какой из кожаных мячей был самым главным в жизни Фридриха (Фрица) Вальтер?

Дилетант
Франсис Лемперер: «Когда в арсенале врача изобилие лекарств, главным качеством профессионала становится сдержанность» Франсис Лемперер: «Когда в арсенале врача изобилие лекарств, главным качеством профессионала становится сдержанность»

В чём суть гомеопатического лечения и как проходит консультация у гомеопата

Здоровье
Работники автосервисов рассказывают о 30 способах отъема денег у автовладельцев Работники автосервисов рассказывают о 30 способах отъема денег у автовладельцев

Чтоб не обманули в автосервисе, надо либо пешком ходить, либо делать все самому

Maxim
Неувольняемые: кому всегда будут платить миллионы на рынке труда Неувольняемые: кому всегда будут платить миллионы на рынке труда

Навыки продуктивного нетворкинга станут ключевым преимуществом в бизнесе

Forbes
Как и с чем носить женскую куртку оверсайз — 7 простых, но эффектных образов Как и с чем носить женскую куртку оверсайз — 7 простых, но эффектных образов

Универсальные вещи оверсайз стали еще популярнее этой весной

Cosmopolitan
Спроси гробовщика. Как молодая девушка с миллионом подписчиков в YouTube заработала $17 млн на смерти Спроси гробовщика. Как молодая девушка с миллионом подписчиков в YouTube заработала $17 млн на смерти

Кейтлин Даути — владелица похоронного бюро и создательница YouTube-канала

Forbes
Открыть в приложении