Позвонить без оператора

Российские вузы осваивают защищенные квантовые коммуникации

Цифровая трансформация повышает степень уязвимости в системах информационной безопасности (ИБ) бизнеса и гаджетах, а значит, диктует повышенные требования к защите устройств и инфраструктуры. Эти угрозы способна минимизировать технология квантового распределения ключей, которую сегодня тестирует ряд представителей высшей школы. К концу 2022 года эксперты обещают разработать компактную и дешевую систему квантовой связи. Ее можно будет использовать в работе любого персонального компьютера (ПК) для передачи защищенных данных.

ЗАШИФРОВАННЫЕ КИЛОМЕТРЫ В НАУЧНОЙ СРЕДЕ

В МГУ им. М.В.Ломоносова месяц назад запустили Университетскую квантовую сеть (УКС). Она объединяет пять точек в разных местах столицы – в самом вузе и представительстве партнера МГУ по эксперименту компании «ИнфоТеКС». Из ее офиса квантовые ключи распределяются на двадцать абонентских терминалов. Максимальная длина канала УКС в рамках проекта достигла 40 километров.

Инфраструктура построена на основе криптографической системы выработки и распределения ключей ViPNet QSS. Они доставляются в доверенной среде без участия оператора, что обеспечивает полную секретность и исключает риски, связанные с человеческим фактором. К тому же ключи меняются с высокой скоростью – раз в минуту, в том числе поэтому возможность компрометации потенциальным злоумышленником сводится к нулю.

Любая попытка измерить передаваемые квантовые потоки приводит к их искажению, что не может остаться незамеченным

В октябре прошлого года прошла презентация первой в России экосистемной межвузовской квантовой сети. Она объединила пять узлов в кампусах Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» и Московского технического университета связи и информатики (МТУСИ). Сеть имеет открытую архитектуру и масштабируется по мере появления новых участников. Доступ к инфраструктуре для разработки ПО в ИБ-сфере с применением квантовых ключей могут получить вузы, научные организации, индустриальные партнеры и государственные учреждения.

В консорциум Центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС» помимо МТУСИ входят отечественные компании:

• ООО «КуРэйт» (QRate) разработало оборудование квантового распределения ключей, они формируются со скоростью до 30 кбит/с, чего достаточно для одновременного подключения более десяти высокоскоростных шифраторов;
• ООО «Код Безопасности» представило для проекта средства криптографической защиты информации (СКЗИ) «Континент-4».

ОПЕРЕЖАЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

RSpectr писал, что в июне 2021 года ОАО «РЖД» запустило 700 км защищенной связи между Москвой и Санкт-Петербургом. Тогда же в рамках эксперимента между столицами состоялся первый квантовый звонок. Участок в России стал вторым по протяженности в мире после китайской линии Шанхай – Пекин в 4,6 тыс. километров.

В августе холдинг «РЖД» провел тестовый запуск системы связи на базе аэропорта Шереметьево. Кванты связали терминал F и здание центра обработки данных, расположенное за пределами территории транспортного хаба. Протяженность экспериментального участка составила 5,5 километра. Пилот был также проведен на оборудовании компаний «КуРэйт» и «Код безопасности».

В мае в Университете Иннополис технологии квантовых коммуникаций и криптографии были впервые использованы для защиты ОС беспилотного автомобиля от несанкционированного доступа. Исследователи отмечали, что ключи шифрования в эксперименте сменяли друг друга каждые 15 секунд. Этого достаточно, чтобы обеспечить абсолютный уровень защиты и исключить риски взлома в том числе при обновлении ОС, установленной в машине.

Сегодня технологии квантовой связи (КС) опережают по темпам развития квантовые вычисления (КВ). Первые имеют не только опытные образцы, но и серийное производство, а также проходят сертификацию в регулирующих органах. В частности, упомянутое решение ViPNet QSS находится на утверждении в ФСБ России.

Если оценивать техническую готовность по десятибалльной шкале, то КС имеет сейчас девять баллов, а КВ – от силы четыре, такое мнение в интервью RT высказал руководитель Центра квантовых технологий физфака МГУ Сергей Кулик. Эксперт отметил, что примерно так же дело обстоит и в других странах.

Тем не менее определенные достижения на пути к созданию квантового компьютера у России есть. Так, 28 декабря был представлен его прототип. Разработка построена на ионах, она эквивалентна 4-кубитной* системе.

Сегодня платформа на ионах демонстрирует одни из самых интересных результатов, что особенно примечательно, так как пять лет назад она не считалась приоритетным направлением развития, отмечает руководитель проектного офиса по квантовым технологиям госкорпорации «Росатом» Руслан Юнусов. Игроки IT-рынка в пилотных проектах по КВ используют и другие платформы – фотонные чипы, сверхпроводниковые цепи, нейтральные атомы.

По словам эксперта, на созданной базе к концу 2024 года будет построен универсальный квантовый компьютер с облачным доступом.

Напомним, что сегмент КВ согласно профильной дорожной карте находится в ведении «Росатома», тогда как ответственным за внедрение КС является РЖД.

В 2021 году «Росатом» направил на развитие квантовых технологий и создание необходимой исследовательской инфраструктуры более 6 млрд рублей

Была проведена закупка оборудования и комплектация первых лабораторий. В соответствии с ДК до 2024 года в создание компьютера нового типа суммарно будет инвестировано более 23 млрд рублей.

БУДУЩЕЕ КВАНТОВ

Для разработки перспективных технологий государство организует особые экономические зоны. Второго декабря премьер-министр РФ Михаил Мишустин подписал постановление о создании в Нижегородской области инновационного НТЦ «Квантовая долина». Проект должен быть реализован к 2030 году. В документе говорится о деятельности по следующим направлениям:

• передовые цифровые технологии, включая квантовые и искусственный интеллект;
• инновационные производства, компоненты и материалы;
• интеллектуальные транспортные системы;
• персонализированная медицина, медицинское приборостроение и т.д.

Организации могут обращаться в управляющую компанию проекта, одним из учредителей которой стал Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского. В ближайшее время вуз должен согласовать с Минобрнауки дорожную карту развития НТЦ.

К 2030 году Россия планирует выйти на международный рынок квантовых технологий, заявил в декабре на форуме «Открытые инновации» замглавы Минцифры РФ Максим Паршин. Замминистра добавил, что к 2024 году ожидается создание полного стека КВ: от аппаратных платформ до программных продуктов и алгоритмов. Также будет продемонстрировано их применение на реальных задачах.

Уже к концу текущего года эксперты QRate и «МИСиС» разработают компактную и дешевую систему КС, которую можно будет использовать в работе любого ПК для передачи защищенных данных. Решение позволит обычным компьютерам подключиться к квантовой сети и обмениваться информацией сразу со 100 абонентами, уточнил технический директор QRate Юрий Курочкин. Стоимость сервиса составит по предварительным оценкам порядка 10 тыс. долларов.

Пока квантовые телефоны намного дороже, чем обычные смартфоны, но их стоимость неуклонно снижается, констатировал С.Кулик. По его словам, в текущем проекте МГУ за три года работы комплектующие подешевели в разы.

В октябре 2021 года эксперты «МИСиС» совместно с партнерами разработали уникальную архитектуру квантовой сети, которая позволяет на 28% снизить стоимость ее развертывания и обслуживания

Развитию КС и КВ будет способствовать организация новых кафедр для подготовки специалистов в сфере квантовых технологий, которые запускают российские высшие учебные заведения – победители федеральной программы «Приоритет 2030». На эти цели вузам были выделены гранты в 1 млрд рублей. В частности, образовательную программу «Квантовые коммуникации в индустрии» планирует реализовывать Национальный исследовательский университет ИТМО. В соответствии с дорожной картой учебные планы для высшей школы в этом направлении для подготовки бакалавров и магистров должны быть разработаны к концу II квартала 2022 года.

*Куби́т (q-бит, кьюбит, кубит; от quantum bit) – наименьшая единица информации в квантовом компьютере (аналог бита в обычном компьютере), использующаяся для КВ.

ЕЩЕ ПО ТЕМЕ:

На пути к квантовому будущему
Зачем в мире формируется новая индустрия компьютерных вычислений