Великобритания движется к созданию первого центра для натурных испытаний спутниковой связи с квантовым распределением ключей. На заброшенном аэродроме Эррол в Шотландии на месте бывшей станции для связи со спутниками создадут передовой центр для изучения проблем глобальной связи с квантовым шифрованием.

Источник изображения: Heriot-Watt University

В разработке и практической реализации квантово-защищённых спутниковых каналов связи дальше всех продвинулся Китай. Передачу данных с квантовым распределением ключей между Землёй и спутником Китай испытал первым в мире ещё в 2017 году, а в прошлом году сеть квантовой связи с использованием спутникового сегмента успешно испытали для удалённого управления энергораспределительной сетью на востоке страны.

Сегодня сети с квантовым распределением ключей для шифрования данных используют квантовые состояния фотонов. Из этого следует, что аппаратура для передачи данных базируется на лазерах и оптических приёмниках. Поэтому на наземной станции Данди (DSS) на аэродроме Эррол будет установлен 70-см роботизированный зеркальный телескоп, который будет следить за спутниками связи на низкой околоземной орбите.

Почти абсолютная надёжность связи с использованием квантового распределения ключей опирается на то, что квантовые состояния фотонов (данные) невозможно перехватить не изменив их. Это так называемый эффект наблюдателя в квантовой системе, когда измерение чего-либо нарушает принцип неопределённости Гейзенберга. Поэтому любое вмешательство в канал передачи квантовых ключей будет моментально вскрыто и позволит избежать приёма скомпрометированной информации.

Британский проект является совместным предприятием DSS и исследователей Hub в Университете Гериот-Ватт. Исследовательская установка будет разработана в рамках проекта Quantum Communications Hub, финансируемого через Национальную программу квантовых технологий Великобритании. Его цель — обеспечить квантовую безопасность на всех расстояниях, включая межконтинентальную связь через спутник. Позже к участию в проекте пригласят учёных из других университетов.

Российский стартап QApp в ходе Петербургского международного экономического форума (ПМЭФ-2022) продемонстрировал работу алгоритмов так называемой постквантовой криптографии в системе на отечественном процессоре Baikal.

Источник изображения: pixabay.com / geralt

Постквантовые криптографические алгоритмы основаны на специальном классе математических преобразований, инвертирование которых представляет большую сложность как для классических, так и для квантовых компьютеров. По сути, речь идёт о методах защиты информации, которые будут устойчивы к взлому при помощи квантовых вычислительных систем будущего.

Компания QApp представила на ПМЭФ-2022 пакет специализированного программного обеспечения, адаптированный для работы на компьютере с процессором Baikal-M. Отмечается, что впервые реализованы и протестированы алгоритмы постквантовой криптографии на платформе с архитектурой Arm.

Источник изображения: pixabay.com / Gerd Altmann

«Подобные кейсы практически отсутствуют на российском рынке, однако именно они наглядно демонстрируют высокий показатель готовности российского аппаратного и программного обеспечения к интеграции передовых технологий в индустрию. Мы создали серьёзный задел на пути перехода информационных систем государства и бизнеса на квантово-устойчивые решения», — заявляет QApp.

Как отмечает ТАСС, QApp уже получили сертификат совместимости с устройствами на процессорах Bakal-M: персональными компьютерами, серверными решениями, промышленными системами и сетевым оборудованием.

На конференции «Цифровая индустрия промышленной России» специалисты НИТУ «МИСиС» провели демонстрацию работы узла отечественной квантовой сети. Узел разработан учёными Центра НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС». В будущем подобные узлы станут базой для создания демонстрационных квантовых компьютеров и прототипирования устройств квантового интернета.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Подобная разработка уже используется для развёртывания квантовой оптической сети как на основе сетевой инфраструктуры НИТУ «МИСиС», так и другими научно-учебными учреждениями в России. Например, квантовая сеть создана также на базе МГУ. Но представленная на днях установка НИТУ «МИСиС» имеет ряд особенностей — она нацелена помочь в обучении специалистов и для постановки экспериментов.

«Узел квантовой сети, разработанный учеными Центра НТИ "Квантовые коммуникации" НИТУ "МИСиС" используется для проведения демонстрационных и научно-исследовательских работ в области квантовых коммуникаций и фотоники на базе вузов, R&D-центров и научно-производственных объединений», — сказано в пресс-релизе НИТУ «МИСиС».

Представленный комплект состоит из двух блоков, соединенных оптоволоконной линией связи. В линии приёмник формирует последовательности лазерных импульсов, которые отсылает передатчику — это так называемая двухпроходная система. Фактически узел воспроизводит распределённый генератор случайных чисел. Созданный учёными комплекс отличается повышенной гибкостью конфигурации, что выгодно отличает его от аналогов. Гибкость и модульный подход позволяют «модифицировать оптические схемы, варьировать электронные компоненты, исследовать перспективные протоколы, а также разрабатывать интерфейсы для интеграции квантовых коммуникаций в другие информационные системы».