Перед коммуникациями открываются широкие перспективы
Правительство Российской Федерации и РЖД намерены подписать соглашение о намерениях по поддержке развития технологии квантовых коммуникаций в рамках нацпрограммы «Цифровая экономика». Об этом вице-премьер Максим Акимов объявил в конце мая на совещании по развитию искусственного интеллекта с президентом Владимиром Путиным.
Исследования в области квантовых коммуникаций ведутся в разных странах. В некоторых создаются магистральные квантовые сети. Однако лидером по сложности и протяжённости сетей является Китай, обладающий единственной в мире магистральной квантовой сетью.
[Историческая справка]
В 2001 году управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) начало финансирование исследований в области квантовых коммуникаций с целью создания функциональной квантовой сети. Первая сеть была построена в лаборатории компании BBN Technologies в 2003 году. В следующем году она была расширена и сейчас соединяет Гарвардский и Бостонский университеты. Сеть функционирует на нескольких физических уровнях, включая обычную оптоволоконную связь, использование запутанных квантовых частиц и квантовую передачу данных по открытому воздуху. Сейчас в США ведутся работы по строительству частной квантовой сети компании Batelle. В 2015 году её протяжённость была около 650 км. Ожидается, что в будущем сеть свяжет между собой Восточное и Западное побережья США.
В октябре 2008 года Европейский союз запустил проект «Безопасные коммуникации на основе квантовой криптографии» (SECOQC). Задачей проекта является создание коммуникационной сети, защищённой от воздействия американской системы радиоэлектронной разведки «Эшелон» (ECHELON). Объём инвестиций в проект составляет 11 млн евро. Работы ведутся специалистами из Австрии, Бельгии, Дании, Франции, Германии, Италии, Швеции и Швейцарии. Задача - создание квантовых сетей для соединения по безопасному каналу защищённых сетей, построенных с использованием обычных технологий. Работы координирует Австрийский технологический институт (Austrian Institute of Technology). Свой проект SwissQuantum развивает также Швейцария. Сеть была построена и протестирована в 2009-2011 годах и связывает между собой CERN, Университет Женевы и Университет прикладных наук и искусств Западной Швейцарии и является тестовой площадкой для практической реализации решений, разработанных в рамках проекта SECOQC.
В 2009 году Китай запустил первую иерархическую квантовую сеть, построенную на оптоволоконной инфраструктуре. Сеть состоит из нескольких подсетей, связанных между собой магистральным каналом.
В 2010 году в Японии была построена Токийская квантовая сеть. В рамках её создания удалось впервые использовать метод квантового шифрования по принципу одноразового блокнота для трансляции голосовой и видеосвязи. Протяжённость сети - 60 км. Участвовавшим в строительстве сети специалистам компании Toshiba удалось добиться рекордной для квантовых сетей скорости передачи данных в 1 мегабит в секунду.
В сентябре 2017 года в Китае была официально открыта первая и самая длинная в мире магистральная квантовая линия Пекин - Шанхай протяжённостью 2000 км. Магистральный канал связывает между собой квантовые сети в Шанхае, Пекине, городе Цзинань в провинции Шаньдун и Хэфэй в провинции Аньхой. Во время её открытия сотрудники китайского Банка коммуникаций (пятого по размерам китайского коммерческого банка) провели с помощью сети первую финансовую транзакцию. Сейчас ведётся строительство ряда других квантовых сетей. Запланирована ещё одна магистральная линия вдоль побережья реки Янцзы.
В России в прошлом году в Казани специалистами Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики и Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполева была построена первая в России многоузловая квантовая сеть, соединившая несколько университетских зданий, а также квантовая сеть Казань - Чистополь протяжённостью 160 км.
Сегодня наиболее передовым направлением развития квантовых коммуникаций является развитие систем приёма и передачи квантовых сигналов по воздуху. Эксперименты в этой области ведутся в Канаде, США, России, Китае и европейских странах. В этом году американским исследователям впервые удалось передать закодированную с помощью единичных фотонов информацию в светлое время суток.
Рынок применения квантовых коммуникаций в России и в мире только формируется. Сейчас стоимость комплекта коммуникационного оборудования для установления канала связи между двумя организациями составляет около 10 млн руб. Это существенная сумма, однако для крупных компаний, заинтересованных в надёжной криптографической защите своих коммуникаций, она не так велика. Кроме того, технология достаточно быстро прогрессирует. И если сегодня приёмник и передатчик фотонов занимают место в обычной серверной стойке, то через пять - десять лет они уменьшатся до размеров видеокарты и подешевеют в несколько раз.
Тут важно вернуться к основной причине актуальности квантовой криптографии. Появление квантового компьютера, которое уже не за горами, позволит решать некоторые задачи принципиально быстрее, чем на классических суперкомпьютерах. Как ожидается, скорость вычислений квантового компьютера будет настолько высокой, что позволит взламывать существующие сейчас алгоритмы шифрования практически в режиме реального времени и прослушивать линии связи незаметно для пользователей. В то же время квантовое шифрование по своей природе защищено от взлома, поскольку базируется на основах квантовой физики - вы не можете изменить свойства фотона, не изменив его состояния. Таким образом, любая попытка взлома, в том числе с применением квантового компьютера, приведёт к искажениям в линии и будет немедленно обнаружена, и квантовый ключ будет дискредитирован. Ещё одним важным преимуществом квантовых коммуникаций является то обстоятельство, что для построения квантовых сетей нет необходимости перестраивать инфраструктуру. Единичные фотоны могут передаваться по существующим оптоволоконным сетям.
В первую очередь в применении такой технологии заинтересовано государство, которое обязано хранить государственные секреты и защищать системы связи от проникновения потенциальных противников. Постепенно коммерческое применение квантовых коммуникаций распространится на все сектора экономики, где необходима усиленная защита передаваемых данных. Финансовый сектор также один из первых потребителей квантовых коммуникаций. Защита финансовых транзакций в современном мире - одно из важнейших направлений в криптографии. Банки, страховые компании, любые финансовые институты заинтересованы в надёжной защите своих данных.
В секторе электроэнергетики применение квантовой криптографии также становится всё более насущным вопросом. При всё более широком распространении удалённого управления электрическими энергосетями с помощью цифровых технологий опасность взлома и перехвата управления становится всё более реальной. Квантовая криптография может стать защитой для таких систем, она позволит предотвратить любые попытки взлома систем и перехвата управления. То же относится и к нефтяному и газовому секторам. Нефтегазовые компании прилагают большие усилия для криптографической защиты своих данных.
Это касается и любых систем управления, применяемых в транспортном секторе. Системы управления железнодорожной инфраструктурой также подвергаются опасности взлома и перехвата управления. Внедрение систем квантовой криптографии способно надёжно защитить такие системы от постороннего вмешательства. Криптографическая защита становится особенно важна с внедрением беспилотных технологий управления подвижным составом. Кроме того, в сильной криптографии заинтересованы компании, работающие в области хранения и передачи данных, для которых сохранность и защита данных являются одними из важнейших приоритетов. В принципе, любая компания, которая хотела бы защитить свои коммуникации от проникновения конкурентов или промышленного шпионажа, является потенциальным потребителем технологии квантовых коммуникаций.
Квантовые коммуникации базируются на принципах квантовой физики, что делает их неуязвимыми для взлома, и уже сейчас позволяют передавать данные со скоростями, достаточными для передачи видеосвязи, телефонных разговоров, банковских транзакций или команд для удалённо-управляемых промышленных или транспортных систем. Технология может стать широко распространённой уже в ближайшие годы.
[Как это работает?]
Сейчас передача данных по оптоволоконным сетям производится с помощью световых импульсов, содержащих миллиарды фотонов. Один импульс - это либо ноль, либо единица, один бит информации. Эти импульсы достаточно мощные для того, чтобы можно было подключиться к линии, перехватить световые импульсы и прочитать их, отправив потом обратно в оптоволоконный кабель. Получатель ничего не заметит.
В квантовых сетях используются импульсы в миллионы раз слабее - нули и единицы кодируются с помощью единичных фотонов, производимых импульсами ослабленного лазера. При этом природа фотонов такова, что невозможно одновременно измерить всю информацию фотона (поляризацию в произвольном базисе). При измерении одного из параметров информация о втором искажается. В итоге получатель сигнала узнаёт, что к сети подключился кто-то третий. Скопировать фотон, то есть полностью воспроизвести его состояние, тоже невозможно. Это свойство фотонов делает квантовые сети практически полностью защищёнными от взлома. При этом передача осуществляется по существующим оптоволоконным кабелям и требует использования лишь одной жилы обычного многожильного оптоволоконного кабеля, экранированной от внешнего воздействия.
Однако, защита, которую предоставляют квантовой связи свойства носителей сигнала - фотонов, позволяет обновлять ключи в классических каналах каждые несколько секунд. Самый распространённый алгоритм генерации секретного ключа работает следующим образом: вначале отправитель (А) генерирует фотоны со случайной поляризацией, выбранной, например, из 0°, 45°, 90° и 135°. Получатель (Б) принимает эти фотоны, затем для каждого выбирает случайным образом один из двух способов измерения поляризации - диагональный или вертикально-горизонтальный. Затем Б сообщает А о том, какой способ он выбрал для каждого фотона, не раскрывая при этом самих результатов измерения. После этого А сообщает, какой из способов измерения правильный. Поскольку способов измерения поляризации только два - ошибочными становятся 50% случаев измерений. На выходе получается последовательность битов: например, фотоны с горизонтальной или 45-градусной поляризацией принимаются за ноль, а с вертикальной или 135-градусной поляризацией - за единицу. При этом в половине случаев результаты у А и Б совпадут. Они и будут ключом. Этот этап работы квантово-криптографической системы называется первичной квантовой передачей. Далее сигнал необходимо очистить от шумов, используя классические алгоритмы.
Если к каналу передачи данных подключается злоумышленник и начинает считывать передаваемые фотоны, он должен, точно так же как и Б, случайным образом выбрать способ измерения поляризации, а потом скопировать полученные фотоны и передать их дальше от А к Б. Это называется «атакой посредника». В результате злоумышленник точно так же, как и Б, угадает способ измерения поляризации лишь в половине случаев. То есть его клоны будут правильными с вероятностью 50%. Присутствие злоумышленника на линии между А и Б приведёт к появлению в системе ошибок с вероятностью 25%. Ошибки возникают также и вследствие влияния других факторов - теплового излучения или электромагнитного, поэтому их уровень в результате будет выше 25%. При более сложных типах атак процент ошибок в результате действий злоумышленника может опускаться до 11%. Поэтому системы квантовой связи считаются защищёнными, пока процент ошибок не превышает этого значения. В случае если процент ошибок превышает этот порог, то ключ заменяется новым и процесс повторяется снова. Современные системы квантовой связи позволяют делать это с высокой скоростью - раз в несколько секунд.
Существует и второй способ квантовой криптографии, применимый для случаев, когда необходима полная защита коммуникаций. Этот способ известен давно и называется «одноразовый блокнот». В таком случае для шифрования сообщения используется одноразовый ключ, длина которого равна длине сообщения. В обычных системах связи криптографический ключ доставляется курьером на физическом носителе и изменяется раз в несколько месяцев, что оставляет массу возможностей для взлома. Злоумышленник может незаметно перехватывать передаваемую информацию и взломать ключ, когда накопит информацию в достаточном количестве для проведения вычислений. Кроме того, подкупив посланника, злоумышленник может просто скопировать ключ и незаметно читать все данные, которые кодируются с его помощью. В случае применения квантовой криптографии этот вариант невозможен в принципе.
В то же время у квантовых коммуникаций есть в настоящее время ряд существенных ограничений. Во-первых, поскольку современные лазеры не могут передавать точно по одному фотону за импульс, приходится снижать частоту импульсов таким образом, чтобы за один импульс происходила передача 0,1 фотона. В этом случае удаётся избежать передачи фотонных пар, которые можно было бы разделить и таким образом прочитать сообщение. Это замедляет скорость передачи данных. Самая большая скорость передачи, которой удалось достичь в настоящее время, - несколько мегабит в секунду. Этого достаточно для передачи видеосвязи. Такой скорости удалось добиться японским исследователям. Российским исследователям удалось пока добиться скоростей порядка сотни килобит в секунду. Этой скорости достаточно для кодирования, например, телефонных разговоров или передачи сообщений о банковских транзакциях. Скорость передачи данных с помощью существующих оптических технологий сейчас намного превышает эти показатели, достигая 1 петабита (1 квадриллион бит) в секунду.
Ещё одним фактором является затухание сигнала в зависимости от расстояния. Сейчас для надёжной передачи фотонов по оптоволоконным кабелям на большие расстояния необходимо использование так называемых доверенных узлов - комплексов из декодера и передатчика сигнала. Такие доверенные узлы устанавливаются на расстоянии около 100 км друг от друга, что существенно удорожает технологию. Однако исследователи работают над созданием квантового репитера, который позволит усиливать сигнал без его декодирования и повторного кодирования. Все имеющиеся технические проблемы могут быть решены в течение ближайших 10-20 лет и квантовые коммуникации будут распространены повсеместно.
По материалам статей издания "Гудок".
Исследования в области квантовых коммуникаций ведутся в разных странах. В некоторых создаются магистральные квантовые сети. Однако лидером по сложности и протяжённости сетей является Китай, обладающий единственной в мире магистральной квантовой сетью.
[Историческая справка]
В 2001 году управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) начало финансирование исследований в области квантовых коммуникаций с целью создания функциональной квантовой сети. Первая сеть была построена в лаборатории компании BBN Technologies в 2003 году. В следующем году она была расширена и сейчас соединяет Гарвардский и Бостонский университеты. Сеть функционирует на нескольких физических уровнях, включая обычную оптоволоконную связь, использование запутанных квантовых частиц и квантовую передачу данных по открытому воздуху. Сейчас в США ведутся работы по строительству частной квантовой сети компании Batelle. В 2015 году её протяжённость была около 650 км. Ожидается, что в будущем сеть свяжет между собой Восточное и Западное побережья США.
В октябре 2008 года Европейский союз запустил проект «Безопасные коммуникации на основе квантовой криптографии» (SECOQC). Задачей проекта является создание коммуникационной сети, защищённой от воздействия американской системы радиоэлектронной разведки «Эшелон» (ECHELON). Объём инвестиций в проект составляет 11 млн евро. Работы ведутся специалистами из Австрии, Бельгии, Дании, Франции, Германии, Италии, Швеции и Швейцарии. Задача - создание квантовых сетей для соединения по безопасному каналу защищённых сетей, построенных с использованием обычных технологий. Работы координирует Австрийский технологический институт (Austrian Institute of Technology). Свой проект SwissQuantum развивает также Швейцария. Сеть была построена и протестирована в 2009-2011 годах и связывает между собой CERN, Университет Женевы и Университет прикладных наук и искусств Западной Швейцарии и является тестовой площадкой для практической реализации решений, разработанных в рамках проекта SECOQC.
В 2009 году Китай запустил первую иерархическую квантовую сеть, построенную на оптоволоконной инфраструктуре. Сеть состоит из нескольких подсетей, связанных между собой магистральным каналом.
В 2010 году в Японии была построена Токийская квантовая сеть. В рамках её создания удалось впервые использовать метод квантового шифрования по принципу одноразового блокнота для трансляции голосовой и видеосвязи. Протяжённость сети - 60 км. Участвовавшим в строительстве сети специалистам компании Toshiba удалось добиться рекордной для квантовых сетей скорости передачи данных в 1 мегабит в секунду.
В сентябре 2017 года в Китае была официально открыта первая и самая длинная в мире магистральная квантовая линия Пекин - Шанхай протяжённостью 2000 км. Магистральный канал связывает между собой квантовые сети в Шанхае, Пекине, городе Цзинань в провинции Шаньдун и Хэфэй в провинции Аньхой. Во время её открытия сотрудники китайского Банка коммуникаций (пятого по размерам китайского коммерческого банка) провели с помощью сети первую финансовую транзакцию. Сейчас ведётся строительство ряда других квантовых сетей. Запланирована ещё одна магистральная линия вдоль побережья реки Янцзы.
В России в прошлом году в Казани специалистами Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики и Казанского национального исследовательского технического университета имени А.Н. Туполева была построена первая в России многоузловая квантовая сеть, соединившая несколько университетских зданий, а также квантовая сеть Казань - Чистополь протяжённостью 160 км.
Сегодня наиболее передовым направлением развития квантовых коммуникаций является развитие систем приёма и передачи квантовых сигналов по воздуху. Эксперименты в этой области ведутся в Канаде, США, России, Китае и европейских странах. В этом году американским исследователям впервые удалось передать закодированную с помощью единичных фотонов информацию в светлое время суток.
Рынок применения квантовых коммуникаций в России и в мире только формируется. Сейчас стоимость комплекта коммуникационного оборудования для установления канала связи между двумя организациями составляет около 10 млн руб. Это существенная сумма, однако для крупных компаний, заинтересованных в надёжной криптографической защите своих коммуникаций, она не так велика. Кроме того, технология достаточно быстро прогрессирует. И если сегодня приёмник и передатчик фотонов занимают место в обычной серверной стойке, то через пять - десять лет они уменьшатся до размеров видеокарты и подешевеют в несколько раз.
Тут важно вернуться к основной причине актуальности квантовой криптографии. Появление квантового компьютера, которое уже не за горами, позволит решать некоторые задачи принципиально быстрее, чем на классических суперкомпьютерах. Как ожидается, скорость вычислений квантового компьютера будет настолько высокой, что позволит взламывать существующие сейчас алгоритмы шифрования практически в режиме реального времени и прослушивать линии связи незаметно для пользователей. В то же время квантовое шифрование по своей природе защищено от взлома, поскольку базируется на основах квантовой физики - вы не можете изменить свойства фотона, не изменив его состояния. Таким образом, любая попытка взлома, в том числе с применением квантового компьютера, приведёт к искажениям в линии и будет немедленно обнаружена, и квантовый ключ будет дискредитирован. Ещё одним важным преимуществом квантовых коммуникаций является то обстоятельство, что для построения квантовых сетей нет необходимости перестраивать инфраструктуру. Единичные фотоны могут передаваться по существующим оптоволоконным сетям.
В первую очередь в применении такой технологии заинтересовано государство, которое обязано хранить государственные секреты и защищать системы связи от проникновения потенциальных противников. Постепенно коммерческое применение квантовых коммуникаций распространится на все сектора экономики, где необходима усиленная защита передаваемых данных. Финансовый сектор также один из первых потребителей квантовых коммуникаций. Защита финансовых транзакций в современном мире - одно из важнейших направлений в криптографии. Банки, страховые компании, любые финансовые институты заинтересованы в надёжной защите своих данных.
В секторе электроэнергетики применение квантовой криптографии также становится всё более насущным вопросом. При всё более широком распространении удалённого управления электрическими энергосетями с помощью цифровых технологий опасность взлома и перехвата управления становится всё более реальной. Квантовая криптография может стать защитой для таких систем, она позволит предотвратить любые попытки взлома систем и перехвата управления. То же относится и к нефтяному и газовому секторам. Нефтегазовые компании прилагают большие усилия для криптографической защиты своих данных.
Это касается и любых систем управления, применяемых в транспортном секторе. Системы управления железнодорожной инфраструктурой также подвергаются опасности взлома и перехвата управления. Внедрение систем квантовой криптографии способно надёжно защитить такие системы от постороннего вмешательства. Криптографическая защита становится особенно важна с внедрением беспилотных технологий управления подвижным составом. Кроме того, в сильной криптографии заинтересованы компании, работающие в области хранения и передачи данных, для которых сохранность и защита данных являются одними из важнейших приоритетов. В принципе, любая компания, которая хотела бы защитить свои коммуникации от проникновения конкурентов или промышленного шпионажа, является потенциальным потребителем технологии квантовых коммуникаций.
Квантовые коммуникации базируются на принципах квантовой физики, что делает их неуязвимыми для взлома, и уже сейчас позволяют передавать данные со скоростями, достаточными для передачи видеосвязи, телефонных разговоров, банковских транзакций или команд для удалённо-управляемых промышленных или транспортных систем. Технология может стать широко распространённой уже в ближайшие годы.
[Как это работает?]
Сейчас передача данных по оптоволоконным сетям производится с помощью световых импульсов, содержащих миллиарды фотонов. Один импульс - это либо ноль, либо единица, один бит информации. Эти импульсы достаточно мощные для того, чтобы можно было подключиться к линии, перехватить световые импульсы и прочитать их, отправив потом обратно в оптоволоконный кабель. Получатель ничего не заметит.
В квантовых сетях используются импульсы в миллионы раз слабее - нули и единицы кодируются с помощью единичных фотонов, производимых импульсами ослабленного лазера. При этом природа фотонов такова, что невозможно одновременно измерить всю информацию фотона (поляризацию в произвольном базисе). При измерении одного из параметров информация о втором искажается. В итоге получатель сигнала узнаёт, что к сети подключился кто-то третий. Скопировать фотон, то есть полностью воспроизвести его состояние, тоже невозможно. Это свойство фотонов делает квантовые сети практически полностью защищёнными от взлома. При этом передача осуществляется по существующим оптоволоконным кабелям и требует использования лишь одной жилы обычного многожильного оптоволоконного кабеля, экранированной от внешнего воздействия.
Однако, защита, которую предоставляют квантовой связи свойства носителей сигнала - фотонов, позволяет обновлять ключи в классических каналах каждые несколько секунд. Самый распространённый алгоритм генерации секретного ключа работает следующим образом: вначале отправитель (А) генерирует фотоны со случайной поляризацией, выбранной, например, из 0°, 45°, 90° и 135°. Получатель (Б) принимает эти фотоны, затем для каждого выбирает случайным образом один из двух способов измерения поляризации - диагональный или вертикально-горизонтальный. Затем Б сообщает А о том, какой способ он выбрал для каждого фотона, не раскрывая при этом самих результатов измерения. После этого А сообщает, какой из способов измерения правильный. Поскольку способов измерения поляризации только два - ошибочными становятся 50% случаев измерений. На выходе получается последовательность битов: например, фотоны с горизонтальной или 45-градусной поляризацией принимаются за ноль, а с вертикальной или 135-градусной поляризацией - за единицу. При этом в половине случаев результаты у А и Б совпадут. Они и будут ключом. Этот этап работы квантово-криптографической системы называется первичной квантовой передачей. Далее сигнал необходимо очистить от шумов, используя классические алгоритмы.
Если к каналу передачи данных подключается злоумышленник и начинает считывать передаваемые фотоны, он должен, точно так же как и Б, случайным образом выбрать способ измерения поляризации, а потом скопировать полученные фотоны и передать их дальше от А к Б. Это называется «атакой посредника». В результате злоумышленник точно так же, как и Б, угадает способ измерения поляризации лишь в половине случаев. То есть его клоны будут правильными с вероятностью 50%. Присутствие злоумышленника на линии между А и Б приведёт к появлению в системе ошибок с вероятностью 25%. Ошибки возникают также и вследствие влияния других факторов - теплового излучения или электромагнитного, поэтому их уровень в результате будет выше 25%. При более сложных типах атак процент ошибок в результате действий злоумышленника может опускаться до 11%. Поэтому системы квантовой связи считаются защищёнными, пока процент ошибок не превышает этого значения. В случае если процент ошибок превышает этот порог, то ключ заменяется новым и процесс повторяется снова. Современные системы квантовой связи позволяют делать это с высокой скоростью - раз в несколько секунд.
Существует и второй способ квантовой криптографии, применимый для случаев, когда необходима полная защита коммуникаций. Этот способ известен давно и называется «одноразовый блокнот». В таком случае для шифрования сообщения используется одноразовый ключ, длина которого равна длине сообщения. В обычных системах связи криптографический ключ доставляется курьером на физическом носителе и изменяется раз в несколько месяцев, что оставляет массу возможностей для взлома. Злоумышленник может незаметно перехватывать передаваемую информацию и взломать ключ, когда накопит информацию в достаточном количестве для проведения вычислений. Кроме того, подкупив посланника, злоумышленник может просто скопировать ключ и незаметно читать все данные, которые кодируются с его помощью. В случае применения квантовой криптографии этот вариант невозможен в принципе.
В то же время у квантовых коммуникаций есть в настоящее время ряд существенных ограничений. Во-первых, поскольку современные лазеры не могут передавать точно по одному фотону за импульс, приходится снижать частоту импульсов таким образом, чтобы за один импульс происходила передача 0,1 фотона. В этом случае удаётся избежать передачи фотонных пар, которые можно было бы разделить и таким образом прочитать сообщение. Это замедляет скорость передачи данных. Самая большая скорость передачи, которой удалось достичь в настоящее время, - несколько мегабит в секунду. Этого достаточно для передачи видеосвязи. Такой скорости удалось добиться японским исследователям. Российским исследователям удалось пока добиться скоростей порядка сотни килобит в секунду. Этой скорости достаточно для кодирования, например, телефонных разговоров или передачи сообщений о банковских транзакциях. Скорость передачи данных с помощью существующих оптических технологий сейчас намного превышает эти показатели, достигая 1 петабита (1 квадриллион бит) в секунду.
Ещё одним фактором является затухание сигнала в зависимости от расстояния. Сейчас для надёжной передачи фотонов по оптоволоконным кабелям на большие расстояния необходимо использование так называемых доверенных узлов - комплексов из декодера и передатчика сигнала. Такие доверенные узлы устанавливаются на расстоянии около 100 км друг от друга, что существенно удорожает технологию. Однако исследователи работают над созданием квантового репитера, который позволит усиливать сигнал без его декодирования и повторного кодирования. Все имеющиеся технические проблемы могут быть решены в течение ближайших 10-20 лет и квантовые коммуникации будут распространены повсеместно.
По материалам статей издания "Гудок".