В России заработала уникальная квантовая интернет-сеть

Ученые из Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ и Университета ИТМО совместно произвели запуск пилотного сегмента первой в России многоузловой квантовой сети. Этот уникальный стал настоящим прорывом в развитии квантовой связи в России. Квантовая сеть в Казани полностью основана на отечественных разработках и по техническим параметрам не уступает, а по ряду характеристик превосходит, передовые зарубежные аналоги. Казанский проект реализуется на действующей оптоволоконной линии с использованием телекоммуникационной инфраструктуры оператора ПАО «Таттелеком».

"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.", — заявил директор Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ Сергей Моисеев.

— Это пилотный проект, главная задача которого — «полевые испытания»: тестирование технологии, отработка механизмов интеграции квантовых каналов в существующую телекоммуникационную инфраструктуру и масштабирования квантовой сети, — пояснил руководитель Лаборатории квантовой информатики Международного института фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО и лаборатории практической квантовой криптографии Казанского квантового центра Артур Глейм. — Всё это осуществляется на базе действующих городских линий связи. В течение ближайшего десятилетия технология квантовой коммуникации станет такой же привычной и полезной частью нашей жизни, как широкополосный интернет и мобильная связь. Повысится уровень информационной безопасности: прямые атаки на каналы связи и кража данных из них окажутся недоступны для злоумышленников.

Квантовые коммуникации — технология связи, позволяющая обеспечить высочайший уровень защиты передаваемых данных в оптических сетях связи. Сейчас все данные, передающиеся с помощью обычных оптоволоконных сетей (мобильная связь, интернет), теоретически могут быть подвергнуты взлому, поскольку они шифруются с помощью специализированных математических алгоритмов. Чем мощнее у взломщиков компьютер — тем проще им просчитать алгоритм шифрования. В основе квантового шифрования лежит физический принцип, согласно которому состояние фотона нельзя прочесть дважды, потому что после первого чтения состояние фотона изменится, и повторная попытка даст уже другой результат. Информация, передаваемая в виде однофотонных лазерных импульсов по оптоволоконным каналам связи, защищена, таким образом, от прослушивания.

Для реализации квантовой сети специальное оборудование устанавливается на оптоволоконную сеть. С его помощью генерируются, кодируются, передаются и принимаются однофотонные сигналы, посредством которых осуществляется защита передаваемой информации. Пилотный проект в Татарстане реализуется на основе оригинальных разработок российских ученых. По словам Артура Глейма, стоимость комплекта оборудования для соединения двух точек сейчас составляет около $100 тысяч, однако он уточнил, что с развитием технологий и производства стоимость оконечных решений существенно снизится.

Пилотный проект в Татарстане — первая в России квантовая сеть с четырьмя узлами. Пока у нас были реализованы только два проекта, оба по принципу «точка-точка», когда напрямую соединяются только два узла. Самая первая была запущена в университете ИТМО еще в 2014 году — тогда ученым удалось объединить два корпуса вуза по стандартному подземному оптоволоконному кабелю. Вторая сеть была реализована в июне этого года Российским квантовым центром (РКЦ) и соединила два московских здания Газпромбанка. Инвестиции в проект составили более 450 млн. рублей.

Фото: Paul Pasieczny/freeimages