Развитие современных технологий уже привело к созданию новой реальности для бизнеса — цифровой экономики. Компании взаимодействуют друг с другом и с потребителями своих услуг во многом через цифровые каналы, отправляя и получая информацию. При этом возникает проблема доверия к такой информации

квантовая криптография и ее реализация в виде настольной модульной установки («университетской установки»)

Квантовая криптография — способ защиты информации, основанный на принципах квантовой физики.

Квантовое распределение ключей — метод передачи ключа, который использует квантовые явления для гарантии безопасной связи. Этот метод позволяет двум сторонам, соединенным по открытому каналу связи, создать общий случайный ключ, который известен только им, и использовать его для шифрования и расшифрования сообщений.

Квантовые коммуникации (QC) — это область знаний о передаче неизвестного квантового состояния из одного местоположения (скажем, от Алисы) в другое, удаленное от первого местоположение (скажем, Бобу).

Квантовая сеть — коммуникационная сеть, защищающая передаваемые данные с использованием фундаментальных законов квантовой механики. Является практической реализацией так называемой квантовой криптографии. Квантовые сети формируют важный элемент квантовых вычислений и квантовых систем криптографии. Они допускают транспортировку квантовой информации между физически разделенными квантовыми системами. В распределенных квантовых вычислениях сетевые узлы в сети могут обрабатывать информацию, выполняя функцию квантовых вентилей. Безопасная передача данных может быть реализована с помощью алгоритмов квантового распределения ключей.

Новые вычислительные технологии, а именно разработки по созданию квантового компьютера, несут тотальную угрозу существующей информационной инфраструктуре.

Для решения данных проблем компания QRate разрабатывает методы, используемые для шифрования, которые основаны на постклассической квантовой криптографии. При использовании новых технологий у квантовой криптографии, а значит, и у команды QRate возникают следующие задачи:

квантовая криптография

Это направление появилось в 70-е гг.прошлого века из идеи Стивена Визнера, предложившего «квантовые деньги», которые невозможно подделать в процессе копирования. В 80-е гг. был разработан и экспериментально реализован первый протокол распределения квантового ключа BB84. В то время как в 90-е гг. эксперименты в этой области большинство физиков считали дорогой игрушкой. В настоящее время для использования оборудования по квантовой криптографии необходимы специалисты, которые сейчас еще студенты. Научная группа QRate разработала систему квантового распределения ключа, которая используется в таких коммерческих разработках, как:

Компания «ID Quantique» (Швейцария), с 2001 г. основной деятельностью которой является создание систем квантового распределения ключа, квантовая защита связи Financial District с дата-центрами в интересах банков Швейцарии (Hyposwiss, Notenstein, Swissquote).

Полупроводниковый лавинный детектор одиночных фотонов (ДОФ) компании QRate был разработан для применения в квантовых коммуникациях. Как следствие, он наилучшим образом проявляет себя на телекоммуникационных длинах волн.
Преимущества разработки заключаются в низком уровне темновых отсчетов и настраиваемых параметрах задержек, стробирования и мертвого времени. Таким образом, детектор одиночного фотона идеально подходит для использования в таких областях:

Установка используется для проведения учебных и научно-исследовательских работ в области квантовых коммуникаций. Она является модульной, в частности позволяет модифицировать оптические схемы, варьировать электронные компоненты, а также исследовать перспективные протоколы.

Программное обеспечение системы основано на платформе LabVIEW, для контроля сигналов используется плата ПЛИС производства National Instruments. На основе системы QRate в университетах могут проводиться лабораторные работы для студентов.

Разработка и коммерциализация нового типа систем передачи информации по оптическому каналу спутник — наземная станция. Применение технологий оптической передачи данных значительно повышает пропускную способность канала связи. Технология квантовой криптографии обеспечивает абсолютную конфиденциальность данных систем.

Проект основывается на наработках в области квантовой оптики и телекоммуникациях, таких как создание оптоволоконных и атмосферных каналов квантового распределения секретного ключа. Была создана экспериментальная установка, позволяющая осуществлять квантовое распределение ключа на основе кодирования информации поляризацией.

В 2015 году компания «QuantumCTek» (Китай) продемонстрировала квантово-криптографически защищенную видеосвязь. Высокая степень ориентированности на коммерческий сектор: разрабатываемая сеть объединяет 12 банков, а также крупные компании (например, Alibaba). В Китае была создана магистраль квантовой связи между городами с 32 надежными трансляторами, объединившая четыре внутригородские столичные сети, запуск спутника для квантовой коммуникации в конце 2016 года.

ПРОБЛЕМЫ И НАПРАВЛЕНИЯ КВАНТОВОЙ КРИПТОГРАФИИ И КВАНТОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ

выводы

материалы