«Кампус» — это городской просветительский фестиваль, который проходит дважды в год, и одноименная рубрика на «Бумаге», где ученые и эксперты рассказывают, как устроен мир вокруг нас.

Что такое квантовое шифрование и почему это так дорого? Объясняет физик-теоретик

В конце мая компания «Инфотекс» и Центр квантовых технологий МГУ представили телефон с квантовым шифрованием, который якобы нельзя взломать. Такое устройство стоит 30 миллионов рублей.

Что такое квантовое шифрование, действительно ли его нельзя взломать и почему разработка телефона с таким шифрованием стоит дорого? «Бумага» поговорила с Антоном Козубовым, физиком-теоретиком, сотрудником лаборатории квантовой информатики Международного института фотоники и оптоинформатики университета ИТМО.

О квантовой криптографии можно также почитать тут, тут и тут.

Антон Козубов

Физик-теоретик

Что такое квантовое шифрование

— Телефон с квантовым шифрованием — это устройство с использованием IP-телефонии (сигнал передается в цифровом виде — прим. «Бумаги»), в основе которой лежат ключи, полученные с помощью квантового распределения. Оно позволяет генерировать ключи между несколькими пользователями без вмешательства человеческого фактора в процесс распределения. Например, невозможно подкупить курьера, несущего ключи, убить его или запугать.

Это возможно за счет того, что в качестве переносчиков информации для формирования ключа выступает квантовое излучение, которое обладает рядом свойств. У квантового излучения невозможно скопировать неизвестное квантовое состояние, его невозможно разделить и оно разрушается при измерении.

Подобные свойства [квантового излучения] позволяют предотвратить незамеченные вмешательства злоумышленника в канал и воровство ключа. Иными словами, мы всегда будем знать, что кто-то пытался вклиниться в канал и узнать информацию о нашем ключе. Когда ключи распределены, легитимные пользователи могут делать с ними всё, что захотят, и шифровать любую информацию произвольными классическими алгоритмами.

Можно ли взломать квантовое шифрование

— Основная цель квантового распределения ключей — формирование идентичных ключей у легитимных пользователей, которые неизвестны нарушителю. Благодаря тому, что скопировать и разделить неизвестное квантовое состояние невозможно и оно разрушается при измерении, можно утверждать, что ключи шифрования неизвестны нарушителям. Всё остальное зависит от алгоритмов шифрования.

Где применяют такие технологии

— Уже несколько лет подобные системы стоят в банках Австрии и Швейцарии. Квантовые методы генерации ключей полезны государственным корпорациям, банкам, силовым структурам.

Подобные разработки необходимы для развития рынка квантовых технологий. Многие компании заинтересованы в подобного рода устройствах. В конце прошлого года Ростелеком, Университет ИТМО и Сколковский институт науки и технологий успешно провели испытания [комплексов передачи данных с гибридной квантово-классической защитой]. Квантовое шифрование применили для видеоконференции и защищенных голосовых соединений с использованием IP-телефонии.

Почему эти технологии такие дорогие

— В первую очередь, всё зависит от объемов рынка: чем больше будет объем требуемой продукции, тем ниже будет цена. На сегодняшний день это вопрос времени.

Вторым фактором является стоимость компонентов, из которых состоят системы квантового распределения ключей, например детекторов одиночных фотонов. Они бывают разные и в зависимости от характеристик позволяют работать с разной скоростью формирования ключа и на разных расстояниях. Чем лучше детектор, и чем большее расстояние нужно покрыть, тем он будет дороже. От используемых компонентов зависит и расстояние, на которое можно передавать данные. Есть системы, которые могут это делать и на 400 километров.

Чем быстрее будут развиваться технологии — как классические (электроника), так и квантовые (источники и детекторы одиночных фотонов), — тем проще будет системам квантового распределения ключей. На сегодняшний день, это исключительно технологический барьер, который с каждым годом становится всё ближе к преодолению. Последнее время квантовые технологии шагают семимильными шагами.

Фото на обложке: www.flickr.com

ТЕГИ: 
Если вы нашли опечатку, пожалуйста, сообщите нам. Выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl + Enter.

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.