«Сноудены» не пройдут: Казань за три года хотят связать квантовыми коммуникациями

Именно за квантовыми коммуникациями — будущее, ведь они гарантируют абсолютную неуязвимость линий связи для хакерских атак. В этом уверены казанские ученые, которые работают в специализированном Центре. Журналист издания KazanFirst побывала у них в гостях, чтобы узнать, когда квантовые технологии обеспечат полную защиту информации для любого человека. Кристина Иванова — Казань На днях президент Татарстана Рустам Минниханов посетил Казанский квантовый центр КНИТУ-КАИ, где ему продемонстрировали работу многоузловой квантовой сети — первой в России и СНГ. «По квантовому центру — много интересных наработок. Это дело надо продолжить», — отметил тогда лидер республики. Читайте также: Квантовый компьютер стоит примерно тысячу Нобелевских премий, и в КНИТУ-КАИ намерены эту премию получить После запуска квантовой сети ученым предстоит создать репитер, способный усиливать сигнал для его передачи на более длительные расстояния и продолжить работу над квантовой памятью. Тем более успехи уже пришли — Казанский центр побил рекорд по квантовой памяти в микроволновом диапазоне и сделал еще один шаг к созданию квантового компьютера. Наша справка В отличие от математических алгоритмов шифрования, даже самый сложный из которых можно «раскусить», в системе квантовых коммуникаций на защиту данных встают фундаментальные законы квантовой физики. Носителями информации здесь выступают одиночные фотоны, которые необратимо изменяются при любой попытке перехвата сигнала. Таким образом, пользователь мгновенно узнает о вторжении в канал. В итоге квантовые коммуникации гарантируют абсолютную неуязвимость линий связи для хакерских атак. 11 мая группа ученых из Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ и Университета ИТМО из Санкт-Петербурга запустила первую в России и СНГ многоузловую квантовую сеть в полном режиме. Впервые в отечественной практике квантовыми каналами на базе действующей городской телекоммуникационной инфраструктуры объединены четыре точки, расположенные в разных районах столицы Татарстана на расстоянии около 30 км друг от друга. Два узла расположены в главных коммутационных станциях «Таттелекома» на разных берегах реки Казанки, еще два — в зданиях КНИТУ-КАИ. Сноудену и последователям подрежут крылышки Руководитель лаборатории квантовой информатики Университета ИТМО и лаборатории практической квантовой криптографии Казанского квантового центра Артур Глейм рассказывает KazanFirst, что проблема защиты информации становится все более актуальной. — Мы все чаще слышим про взломы информационных систем. Самое известное дело — Эдварда Сноудена. Его последовали занимаются компрометацией правительственных каналов и коммерческих систем. Связано это с тем, что сложившая модель информационной безопасности зачастую не отвечает требованиям современных запросов общества. А мы как занимаемся решением вопроса обеспечения достоверности и надежности каналов передачи данных, — подчеркивает он. По словам собеседника издания, благодаря квантовым коммуникациям возможно построить систему, которую физически невозможно прослушать. На этом принципе в Казани создана квантовая сеть, состоящая из четырех узлов. Ранее такие сети были созданы только в США, Японии, Европе и Китае. Оборудование, используемое для создания сети, планируется сертифицировать и вывести на коммерческий уровень в течение двух лет, говорит Глейм. За три года Казань сделают безопасным от прослушки городом Директор Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ Сергей Моисеев подчеркивает: квантовые технологии при правильной работе аппаратуры обеспечивают полную защиту информации для любого человека, который будет использовать эти коммуникации. — Здесь пароль меняется 100 раз в секунду, он передается между отправителем и получателем 100 раз в секунду. Стоит другому человеку попытаться включиться — система моментально это почувствует и выключится, — поясняет он. Моисеев сам удивляется, что при финансовых вложениях в десятки раз меньше, чем у российских конкурентов, например, столичных, именно в Казани удалось запустить квантовую сеть. В совместный питерско-казанский проект вложено около 30 млн рублей. — Мы можем создавать сети с большим числом абонентов — 50–100. А за три года можно обеспечить полную защиту основных учреждений Казани от попыток подслушать, подсмотреть и скопировать, — утверждает он. — Если мы в оптоволокне сделаем такую сеть на Казань, к ней можно будет подключаться и на ее основе делать другие. По словам собеседника, в 10-летней перспективе каждый человек будет пользоваться квантовыми технологиями, например, в своем смартфоне. Возможно, это произойдет даже раньше. По мнению Моисеева, масштаб и скорость внедрения подобных разработок зависит от готовности учреждений осваивать предлагаемые им передовые технологии. — При желании вся информация копируется. Если люди такого уровня, как Меркель, прослушиваются, то, о чем идет разговор? Люди живут и не очень беспокоятся пока о своей информации. Но новые технологии позволяют через интернет управлять самолетом, автобусом, разрушать заводы. Просто это только появляется. Видимо, только когда завод уже взорвут, тогда уже думать не будут, надо ли оно. А пока думают — взять, не взять. Вместе с тем, технология квантового шифрования позволит банковским структурам, госорганам и спецслужбам, использующим для передачи данных выделенные оптические волокна, передавать информацию между своими объектами с нулевой вероятностью несанкционированного доступа. Ученые приступили к созданию квантового репитера Моисеев рассказывает, что сотрудники Казанского квантового центра приступили к разработке квантового репитера, усилителя сигнала, который сохраняет квантовое состояние и передает его по каналу — это позволяет увеличивать дальность связи. В ближайшие недели ученые ожидают поступления новой партии оборудования из Оксфорда, а уже в сентябре-октябре намерены приступить к серии экспериментов. — Чтобы прыгнуть сразу из точки А в точку С, в точке В должен находиться квантовый репитер. Он должен не разрушать состояние фотона, но воспроизводить сигнал дальше, на большее расстояние. Это позволит покрыть больше расстояния для квантовых коммуникаций, — поясняет он. По словам Глейма, репитер просто необходим, чтобы расширить охват сети. — Чтобы сделать сеть широко масштабируемой и используемой на больших магистралях, нужен квантовой повторитель, то есть репитер. А для этого нужна хорошая квантовая память, — рассказывает он. И для понимания приводит простой пример: «Интернет приходит в офис откуда-то издалека. Приемо-передатчик может работать, условно говоря, на 100 км максимум. Чтобы продолжить сигнал дальше, ставится специальный повторитель, который усиливает сигнал. У квантовой связи такая же проблема, но классический усилитель не подходит. Чтобы воспроизвести квантовую связь, нужен специальный повторитель, внутри которого лежит совсем другая идеология. Главная деталь квантового повторителя — хорошая квантовая память. Но проблема создания квантовой памяти не тривиальная, это большая фундаментальная проблема». В казанской лаборатории побит мировой рекорд по квантовой памяти в микроволновом диапазоне. Именно она нужна для квантового компьютера. Сейчас эти результаты только-только отправляют в печать. — Кто сделает хорошую квантовую память, тот и будет создателем квантового компьютера, — убежден Моисеев. — Это как Ленин, который показывает — коммунизм там. Наш результат показывает, где «коммунизм» для квантовой памяти. Ученые работают и в области оптической памяти для квантовых коммуникаций. Все стремятся достичь идеала: записали 100 фотонов, и столько же фотонов удалось считать, никакой фотон не потерялся. Пока лучший результат в мире — 87%, он достигнут австралийцами. Причем, им удалось довести до 1 миллисекунды время жизни такой памяти. Казанские ученые стремятся побить и этот рекорд. Моисеев подчеркивает: в мире всего три центра, где трудятся сразу в двух областях — квантовые коммуникации и квантовая память. Один из них находится в Казани, два других — в Швейцарии и Канаде. Читайте также: Научный комплекс Татарстана не достиг максимального уровня для решительного прорыва
Источник: https://kazanfirst.ru/article/403885

Поделиться ссылкой: