В России запустили первую линию квантовой связи между Москвой и Санкт-Петербургом, сообщается на сайте правительства.
В мероприятии приняли участие заместитель председателя правительства Дмитрий Чернышенко, генеральный директор, председатель правления ОАО «РЖД» Олег Белозёров и губернатор Санкт-Петербурга Александр Беглов. Они совершили совместный видеозвонок с использованием технологий квантовых коммуникаций между главным центром управления ОАО «РЖД» в Москве и ситуационным центром правительства Санкт-Петербурга.
Как сообщает правительство, на линии использовано отечественное оборудование квантовых коммуникаций.
«Россия находится в числе лидеров по развитию квантовых технологий, а первый отрезок нашей квантовой сети протяжённостью 700 км является самым крупным в Европе и вторым по величине в мире», – сказал Чернышенко.
За развитие квантовых технологий в национальном проекте «Цифровая экономика» отвечает, напомним, ОАО «РЖД». Партнёрами «РЖД» в проекте строительства пилотного участка магистральной квантовой сети Москва – Санкт-Петербург выступили, в частности, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), ООО «Специальный технологический центр», ООО «СМАРТС-Кванттелеком», ООО «Амикон».
Вице-премьер также подчеркнул востребованность технологий квантовых коммуникаций в условиях растущих киберугроз. «У нас большие планы и амбиции, и мы будем развивать эту технологию, чтобы защищённые сети квантовых коммуникаций были по всей стране. До 2024 года будет запущено 7 тысяч км квантовых сетей. Продолжение реализации проекта обеспечено финансированием», – заявил он.
«Менее года ушло на то, чтобы реализовать пилотный проект. …Проект строительства пилотного участка магистральной квантовой сети Москва – Санкт-Петербург завершён – это, безусловно, настоящий прорыв в сфере отечественных телекоммуникаций. И это только первый шаг. По «дорожной карте» мы должны реализовать 120 проектов, 75 продуктов и сервисов. Сегодня уже можно сказать, что Российская Федерация занимает лидирующие позиции в мире по квантовым коммуникациям», – отметил Олег Белозёров.
Магистральная квантовая сеть Москва – Санкт-Петербург даст возможность апробировать новые технологические решения и внедрить важные сервисы.
Глава ОАО «РЖД» сообщил, что компания примет участие в проектах по внедрению отечественных программных коммуникационных систем в деятельность исполнительных органов государственной власти Санкт-Петербурга, используя опыт в построении систем коммуникаций и применении технологий искусственного интеллекта.
Магистральная квантовая сеть Москва – Санкт-Петербург создана на базе оригинальных отечественных решений. Новая инфраструктура, сообщает правительство, позволяет с высочайшим уровнем защищённости передавать большие массивы данных. Безопасность связи «гарантируется на уровне принципов квантовой физики».
Квантовые коммуникации – это новая высокотехнологичная отрасль, сформировавшаяся на стыке технологий фотоники (работа с оптическими сигналами и создание устройств на их основе) и квантовых технологий.
Квантовый компьютер использует привычную вычислительным машинам двоичную систему счисления, «внутри» у него только нули и единицы. Однако термин «кубит» (q-bit, «бит» квантового компьютера) принципиально отличен от бита: про состояние кубита в каждый момент времени нельзя сказать, что у него внутри — ноль или единица. Чтобы выяснить это, надо «снять» данные — открыть коробку с котом Шредингера и понять, жив кубит («1») или мертв («0»).
Аналогию «кубит как кот Шрёдингера» можно (и нужно) заменить несколько более сложной (хотя тоже примитивной) аналогией «кубит как электронное облако», то есть сфера, в каждой точке которой может находиться «размазанный» по орбите электрон. Эту сферу мысленно разрезаем (как пилой, пополам), чтобы «выловить» электрон в одной из двух получившихся полусфер. Практический смысл для конструктора квантового компьютера: если электрон в одной полусфере, значит, кубит на момент снятия информации находится в состоянии «1», если в другой — «0». До этого кубит находится в так называемой суперпозиции: оба его возможных состояния смешаны (однако сумма вероятностей состояний всегда равна 1). Едва измерение состояние кубита произошло — всё кончено, как в детской игре «Замри!» Информация о предыдущей «жизни» кубита разрушается, как коробка, в которой сидел кот Шрёдингера.
Квантовые вычисления обеспечиваются возможностью зафиксировать взаимосвязь регистра (совокупности) кубитов, находящихся в суперпозиции. Кубиты можно ввести в так называемое запутанное (общее, единое) состояние, когда измерение одного кубита фиксирует не только его состояние (это состояние не определяется, напомним, выбором между «0» и «1», запутанность регистра кубитов хранит несопоставимо более богатый набор возможностей), но и состояние всех кубитов в регистре. Если N кубитов в регистре запутаны, тогда одной операцией квантовый компьютер может сразу, одновременно, обработать 2 в степени N бит данных.
Это даёт, во-первых, грандиозный рост размерности обрабатываемых данных: при N=50 регистр запутанных кубитов эквивалентен по объёму хранимых данных 10^18 бит. Во-вторых, становятся доступны некоторые задачи, недостижимые для классических компьютеров и имеющие важнейшее прикладное значение (например, преодоление криптозщиты).
Функция квантовых коммуникаций (технологически они самостоятельны по отношению к квантовым вычислениям, это совсем другая предметная область) состоит в обеспечении абсолютно защищённых коммуникаций. В отличие от квантовых вычислений, технологии квантовых коммуникаций уже готовы к практическому применению.
Главное их достоинство состоит в принципиальной невозможности тайного несанкционированного доступа к передаваемым данным – такая попытка бесполезна и, кроме того, будет гарантированно замечена.
