Квант на страже сетевой безопасности
Ученые из Казанского квантового центра Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н.Туполева — КАИ (КНИТУ-КАИ) и Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) запустили в Казани первый в России пилотный сегмент многоузловой квантовой сети. Он заложит технологическую основу для создания масштабируемой национальной инфраструктуры квантовых коммуникаций, отличающихся высоким уровнем безопасности. Телеком-операторы считают эту технологию перспективной, полагая, чтоодно из важных свойств Интернета будущего – безопасность передачи данных.
Системы квантовых коммуникаций лягут в основу инфраструктуры сетевой безопасности нового поколения, которая будет востребована всеми субъектами, использующими конфиденциальный обмен информацией: финансовыми структурами, государственными ведомствами, промышленными предприятиями. В перспективе квантовые коммуникации также будут интегрироваться в концепцию "Интернета вещей". "Защита каналов связи основана на использовании специализированных математических алгоритмов. Однако логику любого, даже самого сложного алгоритма рано или поздно можно "раскусить". По этой причине ученые во всех развитых странах мира работают над созданием систем квантовой коммуникации ‒ метода защищенного информационного обмена, основанного на фундаментальных законах квантовой физики. Такой подход делает линии связи практически неуязвимыми для хакерских атак", - говорится в сообщении ИТМО.
Как рассказал ComNews руководитель лаборатории квантовой информатики Международного института фотоники и оптоинформатики университета ИТМО Артур Глейм, лаборатория практической квантовой криптографии была открыта в КНИТУ-КАИ в мае 2015 г. "С этой даты начался проект по созданию пилотного участка в Казани. Нам удалось сконцентрировать компетенции казанских ученых с заделом, созданным в университете ИТМО, и в короткий срок получить первые результаты", - сообщил Артур Глейм.
На вопрос ComNews о том, сколько средств было инвестировано в организацию пилотного проекта, он ответил, что проект Казанского квантового центра является комплексным и включает множество направлений. "В точности из него выделить сумму на создание пилотного участка трудно", - отметил Артур Глейм.
По его словам, сейчас создается квантовая сеть внутри Казани. Отрабатываются технологии интеграции с телекоммуникационными компаниями, другими информационными системами и потребителями. "Далее, мы надеемся, проект будет расширяться и перерастет с городского на региональный, а далее на национальный уровень", - рассказал Артур Глейм.
Он также сообщил, что проект направлен на решение практических задач и создание сетевой инфраструктуры нового поколения. Артур Глейм считает, что на горизонте 5-10 лет технология квантовой коммуникации окончательно выйдет из лаборатории и станет такой же привычной и полезной частью нашей жизни, как широкополосный Интернет и мобильная связь.
"На первом этапе потребителями таких сетей станут финансовые организации, промышленность, заинтересованная в охране коммерческой тайны, государственные структуры, компании, использующие персональные данные, бизнес: в общем, все, кто заинтересован в сохранности передаваемых данных. В мире уже есть примеры успешного применения квантовых технологий, спрос уже назрел. Теперь речь идет о том, чтобы сделать их внедрение наиболее эффективным и масштабируемым", - заключил Артур Глейм.
"Таких проектов в мире единицы, поскольку их способны реализовать только ведущие научные центры, обладающие передовыми знаниями в области как фотоники и квантовой информатики, так и сетевых информационных технологий, в тесном взаимодействии с индустриальными партнерами", - сообщил директор Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ Сергей Моисеев.
По его словам, создаваемая в Казани сеть полностью основана на оригинальных разработках российских ученых. Впервые в российской практике квантовым каналом будут объединены четыре узла, расположенные на расстоянии 30-40 км друг от друга. На данный момент в Казани запущен первый участок сети, соединивший два корпуса КНИТУ-КАИ. В пилотном сегменте достигнута скорость генерации просеянных квантовых последовательностей 117 кбит/c на линии протяженностью 2,5 км, говорится в сообщении ИТМО. В ходе экспериментов была успешно продемонстрирована передача квантовых бит в оптическом канале с потерями 20 дБ, что эквивалентно расстоянию 100 км.
Проект Казанской квантовой сети реализуется в рамках Национальной технологической инициативы, при поддержке Консорциума в области квантовых технологий, по направлению SafeNet, ориентированному на развитие новых персональных систем сетевой безопасности и квантовых коммуникаций в России. Казанский проект реализуется на действующей оптоволоконной линии с использованием телекоммуникационной инфраструктуры оператора ПАО "Таттелеком". Директор по маркетингу "Таттелекома" Александр Смирнов считает направление, которое развивают ученые, очень перспективным. "Одно из важных свойств Интернета будущего – безопасность передачи данных – реализуется уже сейчас с помощью систем квантовой криптографии", - рассказал он.
В последние годы, считает он, процессоры компьютеров перестали наращивать гигагерцы – возможности полупроводниковой микроэлектроники подходят к своей границе. "Закон Мура о том, что количество транзисторов в микросхеме должно удваиваться каждые два года, доживает последние дни. Big Data (Большие данные) – становятся слишком "Большими". Очевидно, нужно искать и применять новые технологии, особенно в области телекоммуникаций: без информационных сетей в современном мире – существовать невозможно", - полагает директор по маркетингу "Таттелекома". "Из того, что сегодня есть, наиболее эффективно могут помочь квантовые технологии. Полноценный квантовый компьютер, который с легкостью решает невозможные для кремниевой электроники задачи, пока собрать не удалось, насколько я знаю. Но некоторые устройства и методы, основанные на квантовых принципах, внедряются уже сейчас, чтобы завтра мы могли воспользоваться новыми принципами передачи, защиты и обработки данных в квантовом Интернете", - отметил Александр Смирнов.
Однако, по его словам, сегодня существуют и некоторые препятствия на пути развития новых технологий. "Аренда ВОЛС точка-точка между объектами стоит больших денег. Кроме того, техническую возможность выделения волокна тоже нужно изучать", - сообщил Александр Смирнов. Он добавил, что компания "Таттелеком" всегда стремится участвовать в инновационных проектах по развитию телекоммуникационной отрасли. "Поэтому нет ничего удивительного, что мы участвуем в проекте", - заключил Александр Смирнов.
Руководитель пресс-службы ПАО "МегаФон" Юлия Дорохина считает, что пока рано говорить о коммерциализации такой сети, поскольку разработка находится только в начале пути. "Хотя ученые уже давно посылают потоки нейтрино сквозь Землю и даже успешно ловят их за сотни километров, в подобных опытах никогда еще не передавалась информация по нейтринному пучку. По результатам единственного успешного опыта с передачей закодированного двоичным кодом слова "neutrino" с использованием многокилометрового ускорителя лаборатории Ферми (Fermilab) близ Чикаго, авторы эксперимента признают, что использование гигантских научных установок не позволяет пока называть нейтринную связь практичной. Да и скорость передачи сообщения очень мала, - рассказала Юлия Дорохина. - Мы в "МегаФоне" верим в перспективность технологии передачи информации на огромные расстояния без использования электромагнитных волн и надеемся, что сможем использовать такие средства связи в России еще на нашем веку".
Первую в стране линию квантовой связи университет ИТМО запустил в 2014 г. в Петербурге. Она объединила два корпуса вуза по подземному оптоволоконному кабелю. В июне 2016 г. Российский квантовый центр (РКЦ) провел сеанс квантовой связи между двумя банковскими офисами в Москве. Так, газета "Ведомости" сообщала, что АО "Газпромбанк" начал использование первой в России линии защищенной квантовой связи на технологиях РКЦ. По информации издания, банк соединил два своих здания в Москве 30-километровой линией квантовой связи. Общий бюджет проекта РКЦ по квантовой криптографии составляет 450 млн руб.
