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

Что делать, если на тебя напали полынья, цунами, вулкан, жажда, пираньи и песчаная буря Что делать, если на тебя напали полынья, цунами, вулкан, жажда, пираньи и песчаная буря

Разные катастрофические сценарии и хитроумные способы выживания

Maxim
Температурный рекорд Температурный рекорд

Как правильно снижать высокую температуру и какие методы лучше не использовать?

Лиза
«Их индивидуализм был как пощечина» «Их индивидуализм был как пощечина»

О том, как в России менялись отношения между властью и художником

Огонёк
Весело живем Весело живем

Знаменитости нередко попадают впросак

Добрые советы
Квантовые повторители наделили памятью из алмазов Квантовые повторители наделили памятью из алмазов

С помощью этих повторителей можно построить большие квантовые сети

N+1
Бешеные деньги Бешеные деньги

Правила жизни в эпоху низких ставок

Forbes
Время первых Время первых

Андрей Шаронов поделился личными принципами тайм-менеджмента

Собака.ru
Обвал, за который заплатят россияне: кто и зачем устроил мировой экономический кризис Обвал, за который заплатят россияне: кто и зачем устроил мировой экономический кризис

Выход России из соглашения ОПЕК+ принесет только негативные последствия

Forbes
Как оценить свое здоровье и выявить проблемы: 7 тестов Как оценить свое здоровье и выявить проблемы: 7 тестов

Есть некоторые способы оценить общее состояние организма

Популярная механика
Ирина Муравьёва: два падения одной звезды Ирина Муравьёва: два падения одной звезды

Ирине Муравьёвой хватает приключений в профессиональной жизни

Cosmopolitan
Перемена мест слагаемых: что даст Москве и Киеву новый украинский кабмин Перемена мест слагаемых: что даст Москве и Киеву новый украинский кабмин

Правительство Алексея Гончарука было отправлено в отставку

СНОБ
Антоха MC: «Я никакой не хедлайнер, я просто музыкант» Антоха MC: «Я никакой не хедлайнер, я просто музыкант»

Антоха МС: есть ли в возрасте символичность и что такое «интересная жизнь»

РБК
Как оставаться в форме даже в режиме самоизоляции. Интервью с тренером Павлом Кондрашевым Как оставаться в форме даже в режиме самоизоляции. Интервью с тренером Павлом Кондрашевым

Павел Кондрашев о том, как поддерживать форму и иммунитет в изоляции

СНОБ
10 вариантов позднего ужина, которые помогут похудеть 10 вариантов позднего ужина, которые помогут похудеть

Есть продукты, которые не только можно, но и нужно есть на ночь

Cosmopolitan
Технологии, которые изменят нашу жизнь в ближайшие 10 лет Технологии, которые изменят нашу жизнь в ближайшие 10 лет

В течение следующих 10 лет мир ждет больше изменений, чем за прошлую сотню лет

GQ
Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы Наркотики и перестрелки: от чего так рано умерли Lil Peep, Тупак и другие рэперы

Собрали истории рэперов, которые покинули этот мир слишком рано

Cosmopolitan
Метеозависимость, рассол от похмелья и 3 других мифа о головной боли Метеозависимость, рассол от похмелья и 3 других мифа о головной боли

Врач-невролог Дмитрий Шубин отделяет зерна от плевел, а мифы — от правды

Популярная механика
Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда Масло только портит волосы? Разбираемся с экспертами, миф это или правда

Это средство любят за эффект блестящих, здоровых прядей

Cosmopolitan
Ольга Мягкова: Как прийти в конный спорт. 5 советов родителям Ольга Мягкова: Как прийти в конный спорт. 5 советов родителям

Конный спорт в России приобретает все больше поклонников

СНОБ
Бумажный ад. Как устроена бюрократия в разных странах. Рассказывают участники проекта «Сноб» Бумажный ад. Как устроена бюрократия в разных странах. Рассказывают участники проекта «Сноб»

Мы узнали, как оформляются документы в других странах

СНОБ
«Ее имя у всех на устах» «Ее имя у всех на устах»

О проекте ZIVERT громко заговорили в конце 2018 года, когда вышел трек Life

OK!
125 лет компании Skoda 125 лет компании Skoda

Разбираемся в запутанной истории Skoda

4x4 Club
Не друзья человека: 10 пород собак, которым не место в доме Не друзья человека: 10 пород собак, которым не место в доме

Эти породы лучше не выбирать начинающим собаководам

Популярная механика
Мания одевания Мания одевания

«У меня уже есть много вещей. Зачем мне еще?» – думаем мы и идем за покупками

Grazia
Отстрел ловушек. Стоит ли верить Путину на этот раз Отстрел ловушек. Стоит ли верить Путину на этот раз

Атмосфера политической паранойи только усиливается

СНОБ
Счастливы вместе Счастливы вместе

Русская красавица Наташа Поли растит в Амстердаме дочку и сына

Vogue
Топ ноутбуков до 50 000: лучшие модели по соотношению цена/качество Топ ноутбуков до 50 000: лучшие модели по соотношению цена/качество

Несколько оптимальных ноутбуков до 50 000 рублей

CHIP
Стиль обеспеченной девушки: приемы в одежде, которые выдают богачку Стиль обеспеченной девушки: приемы в одежде, которые выдают богачку

Для того, чтобы выглядеть дорого, не обязательно тратить баснословные деньги

Cosmopolitan
Чем закусывают красное вино: лучшие варианты для настоящих ценителей Чем закусывают красное вино: лучшие варианты для настоящих ценителей

Идеальные пары для влюбленных в вино

Playboy
Поэт, бабник, основатель собственной республики — удалая жизнь Габриэле д’Аннунцио Поэт, бабник, основатель собственной республики — удалая жизнь Габриэле д’Аннунцио

Удивительная история жизни великолепного Габриэле д’Аннунцио.

Maxim
Открыть в приложении