Журнал об IT-бизнесе, технологиях и цифровой трансформации

Квантовые коммуникации потребуются для безопасной передачи больших данных Mail.ru Cloud Solutions
Mail.ru Cloud Solutions
  • 29 ноября
  • Новости
  • Тренды

Квантовые коммуникации потребуются для безопасной передачи больших данных

Автор: Антон Кураш
Популярное
Разработка
Какой аутсорс нужен продуктовой разработке на разных фазах зрелости продукта
Разработка
Путь к Kubernetes и его преимущества для разработки
Бизнес
Анализ больших данных в облаке: как бизнесу стать дата-ориентированным

В повестку международных и национальных чемпионатов рабочих специальностей «Ворлдскиллс Россия» ввела много новых цифровых компетенций. Одна из них — квантовые технологии. На прошедшем в Екатеринбурге Hi-tech чемпионате мы побеседовали с экспертом чемпионата по данной компетенции Татьяной Казиевой о том, какие задачи выполняются в рамках состязаний, а также что представляют собой российские и зарубежные разработки по квантовым коммуникациям и вычислениям.

Расскажите, в чем заключается задание для участников?

— Сейчас мы работаем с системой, предназначенной для передачи информации посредством протонов, которая имеет общее название «квантовые коммуникации». Мы кодируем определенную информацию и передаем ее по оптическому каналу. Чем это отличается от обычного интернета, который идет по оптоволокну? Тем, что мы очень сильно ослабляем лазерные импульсы — и при кодировании информации злоумышленнику, который попытается влезть в нашу линию, загнуть ее, прослушать или скопировать наш фотон, ничего не удастся. А даже если у него что-то и получится, то мы сразу об этом узнаем. Изменение уровня ошибки, компрометация ключа будут зарегистрированы.

Ключ — это не вся информация, кто кому какие данные передавал, а именно ключ — то, с помощью чего вы потом кодируете и раскодируете систему. Как это выглядит? Вы передаете информацию, получаете ключ, с его помощью генерируете маленький код, который потом, допустим, приходит пользователю на телефон. Пользователь вводит код, код оцифровывают и раскодируют с помощью этой же системы, то есть того же самого ключа.

Задача в том, чтобы этот секретный ключ не попал к злоумышленнику. Для этого нами создано устройство для генерации и передачи квантового ключа. Две коробочки — одна в точке А, другая в точке Б. Линия, по которой мы передаем информацию, может соединять их на расстоянии 100–700 километров.

Эксперт чемпионата «Ворлдскиллс Россия» по компетенции «Квантовые технологии» Татьяна Казиева
Источник: Антон Кураш, 2019

Задача наших конкурсантов состоит в следующем. Они сваривают 25-километровую оптоволоконную линию; собирают оптическую схему; встраивают потом все в эти устройства передачи и настраивают систему для передачи информации. Поскольку у нас однофотонные процессы, все должно быть настроено точно и аккуратно, хорошо синхронизировано. Ключ должен подаваться максимально точно, с минимальной ошибкой. Если ошибка будет большая, злоумышленник вломится в систему, и никто ничего не заметит. А если ошибка будет априори маленькая при нормальной передаче информации, то как только злоумышленник попытается что-то изогнуть, посмотреть, подключиться, мы сразу об этом узнаем.

Это первая часть нашего задания с тремя модулями. Еще у нас есть модуль, связанный с программированием на квантовом компьютере. Мы подключаемся к платформе Experience, ресурсы которой уже более четырех лет находятся в свободном доступе.

А как себя чувствуют наши аналоги?

— В мире есть много прообразов квантовых компьютеров — разных типов, разных видов, — но только IBM дала открытый доступ к своему квантовому компьютеру. Еще есть симуляторы. Но как вы догадываетесь, производительность квантового компьютера в разы выше обычного. И поэтому производительность симулятора, чтобы симулировать квантовый компьютер, должна быть в разы больше производительности компьютера. Поэтому мало какие симуляторы позволяют использовать большое количество кубитов.

Факт предоставления общего доступа говорит о том, что эта компания не боится показать, что они сделали?

— С одной стороны, конечно. С другой, они сделали, допустим, пять кубитов, для которых они предоставляют общий доступ. Но это не означает, что остальные так же хорошо работают. Про пять устойчиво работающих кубитов уже много кто заявил, те же Intel, Google.

А как обстоят дела с квантовыми технологиями в России?

— Тоже неплохо. Немножко, как обычно, отстаем. У нас сейчас, насколько я знаю, в Российской академии наук занимаются разработкой — планируют сделать систему на холодных ионах. Они ожидают, что производительность их новой системы будет выше чем те, которые сейчас используются. Также в МИСиСе есть квантовый полупроводниковый компьютер, если я не ошибаюсь. В России реально есть железо, которое уже работает — правда, может быть, не в таких объемах, как хотелось бы.

Вернемся к заданию, которое делают на чемпионате

— Да, мы соответственно, даем ребятам задачи — это секретная часть нашего модуля, они узнают их непосредственно перед началом решения — последний день обычно уходит на поиск неисправности. На выходе у конкурсантов получаются готовые коды, которые позволяют осуществлять поиск в базе данных, или какие-нибудь специфические функции — телепортация, сложение.

Оборудование для выполнения задания по компетенции «Квантовые технологии»
Источник: Антон Кураш, 2019

Поскольку квантовый компьютер отличается не только своей архитектурой, но и алгоритмами, которые можно реализовать, всевозможные операции должны использовать связку кубитов, т.е. переводить в суперпозиционное состояние и уже дальше работать с ним. Это несколько иной взгляд на систему и на конструкцию вообще алгоритма.

Кто среди участников выступает в чемпионате?

— Два представителя от РЖД, в корпорации создан специальный отдел по криптографическим системам. Видимо, что-то будет меняться. Также есть представители «Росатома», Саровского университета и Московского государственного колледжа.

Почему в соревнованиях по этой компетенции нет иностранцев?

— В принципе технология популярная, и многие о ней слышали — и про квантовый компьютер, и про квантовые коммуникации. Другое дело, что мало кто готов реализовать это в железном корпусе, чтоб это была не эфемерная идея.

Иностранцы приезжают, но пока смотрят, знакомятся. Потом наши ребята поедут в Китай. Посмотрим, как они это реализуют. Ну, а родоначальником компетенции является именно Россия.

Когда эти технологии дойдут до рынка?

— Квантовые коммуникации такого уровня вряд ли будут нужны обычным пользователям. Скорее всего, они будут использоваться там, где необходимо передавать большие данные и шифровать на повышенном уровне безопасности. Это должно быть интересно банкам, тому же РЖД.

Практических кейсов мало?

— Кейсов немного. Но есть плюсы, та же российская разработка для генерации и передачи квантового ключа.

Что там внутри российского производства?

— Не все, но многое. Платы и микросхемы — российского производства. Наши схемы и сборка. Это делает российский квантовый центр.

Ссылка скопирована!

Что еще почитать про ИТ-бизнес