МОСКВА, 13 мая — РИА Новости, Кирилл Иванов. Санкт-петербургский Университет ИТМО и Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ объявили о запуске первой в России и СНГ многоузловой квантовой сети в Казани. Разработчики показали, как работает макет "квантового телефона", защищенного от перехвата информации с помощью квантовых методов. На вопросы "РИА Наука" ответил один из создателей квантовых сетей в России, сотрудник Университета ИТМО и Казанского квантового центра, кандидат технических наук — Артур Глейм.
— Современные технологии квантовой оптики и квантовой физики позволяют создавать такие сети, в которых перехватить информацию физически невозможно. Это достигается за счет того, что при передаче данных используются предельно малые порции энергии – кванты. Они неделимы, меньше физически не бывает, а попытка подслушивания в линии их разрушает. На этом принципе можно построить защищенную коммуникационную линию, в которой перехватить информацию невозможно на уровне физического предела. Сама природа запрещает это сделать!
— Можно ли говорить об увеличении скорости в сетях, где используются принципы квантового шифрования?
А.Г.: Принципиальное преимущество квантовой сети связи по сравнению с обычной сетью передачи данных в ее защищенности. Это значительно более важный показатель, чем скорость передачи данных в сети, ее пропускная способность. И вот почему: сегодня данные – это не только личная и финансовая информация. Когда со счета в банке крадут миллион рублей, это может показаться кому-то обидным, а может банк вообще этого не заметит. Когда же речь идет о перехвате контроля автоматизированным транспортным средством – компьютеризированный или беспилотный автобус может влететь в автобусную остановку. Или еще более серьезная вещь – злоумышленник влез в систему управления атомной станции, и там происходит управляемый катаклизм, — это не только потеря для экономики, но еще и человеческие жизни, которые невосполнимы. Сегодня управленческие системы фактически отвечают за жизнь и здоровье людей, и поэтому вопрос сохранения данных приоритетен.
Сети нового поколения будут строиться на этом принципе для финансов, для промышленности, для городского хозяйства, государственного управления – везде, где безопасность превыше всего.
— В чем отличие Российской разработки от зарубежных аналогов?
— В мире сегодня существует несколько крупных проектов в области квантовой связи. Исторически первыми были американская DARPA (Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США – прим. РИА Новости) и европейский SECOQC (Secure Communication based on Quantum Cryptography – проект по развитию сети, использующей принципы квантовой криптографии – прим. РИА Новости). Сейчас наиболее активно развивается квантовый проект в Китае – речь идет о прокладке 2000 км сетей. Особенность нашего проекта в том, что мы используем принципиально новый подход в коммутационных элементах. Это позволяет нам выигрывать в скорости и дальности передачи квантовых ключей. Кроме того, мы сможем более эффективно использовать пропускную способность волокон, и более гибко выстраивать архитектуру сети. То есть, наш проект несет принципиально новые качества.
— Чего больше в данном проекте: инженерной мысли или фундаментальной науки?
— Весь проект по созданию квантовой связи вышел из исключительно фундаментальных исследований. Прикладная часть там отсутствовала. В задаче, которую мы решали, речь про квантовую криптографию или связь не шла вовсе. Мы исследовали возможность передачи однофотонных сигналов на боковых частотах оптического спектра, аналогично принципам, применяемым в радиосвязи. В какой-то момент нам просто повезло, и мы увидели перспективу, как результат фундаментального исследования может трансформироваться в решение прикладных задач.
Артур Глейм: Опора на фундаментальную науку, исследование неизведанного, позволяет нам сделать резкий скачок вперед, минуя несколько ступеней развития.
— Как распределились роли ИТМО и КАИ в данном проекте?
— Наши роли тут совершенно равноправны и равновелики. Этот симбиоз Санкт-Петербурга и Казани позволил нам приобрести много новых качеств и добиться новых результатов. В Казанском Квантовом центре открыта совместная лаборатория ИТМО и КАИ. В ней работает смешанный коллектив. Исторически получилось так, что положенный в основу принцип разработан ИТМО, а в Казани на этом принципе создана многоузловая квантовая сеть. ИТМО предложил технологию – принцип соединения двух точек между собой, а КАИ, решил задачу технически, создав многопользовательскую сеть, в котором каждый может общаться с каждым.
— Как развивался проект с технической точки зрения?
— Впервые квантовая коммуникационная линия была построена на базе площадок Университета ИТМО в Санкт-Петербурге в 2014 году. Сегодня мы пришли к следующей, топологической, задаче и создали принципиально новое решение, в котором друг с другом связываются не 2 абонента, а создается сеть из многих пользователей, каждый из которых может общаться друг с другом. При этом используются уже существующие оптико-волоконные линии, которые уже лежат в земле и активно применяются для передачи данных в интернет и телефонной связи.
— Каким образом конечный потребитель почувствует на себе внедрение квантовых технологий?
— Сначала речь будет идти о взаимодействии государственных структур, крупных сетевых операторов. Постепенно, по мере того, как они будут внедрять систему новой связи, технологии дойдут и до конечного потребителя. Допустим, в обозримом будущем станет возможным подключать персональный банк-клиент к таким сетям, и его работа будет абсолютно защищенной.
