เหตุใดเราจึงต้องใช้รางควอนตัมและจะบันทึกข้อมูลอย่างไรในโลกหลังควอนตัม

การสื่อสารควอนตัมคืออะไร

ฉันขอแนะนำให้เริ่มต้นด้วยพื้นฐานและดูที่วลีนั้นเอง เขามี

คำว่า "ควอนตัม" คือ "การสื่อสาร"การสื่อสารเป็นชุดของเทคโนโลยีสำหรับการส่งข้อมูล ในโลกสมัยใหม่ เราส่งข้อมูลโดยการเข้ารหัสเป็นสัญญาณทางกายภาพบางอย่าง เช่น การส่งข้อมูลในรูปแบบของพัลส์แสงผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ในการสื่อสารควอนตัม ต่างจากการสื่อสารแบบดั้งเดิม พาหะไม่ใช่พัลส์แสงธรรมดาที่มีกำลังสูงเพียงพอ แต่เป็นสัญญาณควอนตัม นั่นคือสัญญาณที่มีลักษณะควอนตัมที่มีนัยสำคัญ ปรากฎว่าในบางกรณีพวกเขาสามารถแก้ไขปัญหาที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้อย่างสมบูรณ์

ทิศทางที่พัฒนามากที่สุดภายในเทคโนโลยี- การเข้ารหัสควอนตัมหรือการกระจายคีย์ควอนตัมที่แม่นยำยิ่งขึ้น นี่คือชุดของวิธีการที่มุ่งสร้างคีย์ลับที่ใช้ร่วมกันระหว่างผู้ใช้ระยะไกล ซึ่งจะใช้สำหรับการเข้ารหัส

งานอีกประการหนึ่งของการสื่อสารควอนตัมคือการส่งสัญญาณข้อมูลควอนตัมระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัม เทคโนโลยีต่างๆ มุ่งสู่การพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบกระจายอย่างราบรื่น เช่น การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนกลางและอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมากที่แก้ปัญหางานย่อยบางอย่างและส่งข้อมูลระหว่างกัน อีกทางเลือกหนึ่งอาจเป็นชุดของโปรเซสเซอร์ควอนตัมระยะไกลที่เชื่อมต่อถึงกัน ในเดือนกุมภาพันธ์ 2021 กลุ่มนักวิจัยจากเยอรมนีได้สาธิตความเป็นไปได้ในการถ่ายโอนข้อมูลควอนตัมระหว่างโปรเซสเซอร์ควอนตัมแบบโมดูลาร์ 2 ตัว ผลการทดลองได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยี ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะเพิ่มพลังของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยการรวมอุปกรณ์ต่างๆ เข้ากับเครือข่าย

คุณสมบัติทางเทคโนโลยีที่น่าสนใจก็คือความจริงก็คือถ้าในคอมพิวเตอร์ควอนตัมเราเลือกแพลตฟอร์มที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการแก้ปัญหาบางอย่างดังนั้นด้วยการแลกเปลี่ยนข้อมูลควอนตัมทุกอย่างก็ชัดเจน: โฟตอนนั่นคืออนุภาคของแสงทำงานได้ดีที่สุด ไม่มีทางเลือกอื่นในทางปฏิบัติ ดังนั้นนักวิจัยจึงทราบดีอยู่แล้วว่าฐานธาตุจะเป็นเช่นไร ปัญหาเดียวคือข้อมูลควอนตัมซึ่งเกิดขึ้น เช่น โดยเป็นส่วนหนึ่งของการทำงานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีตัวนำยิ่งยวด จะถูกแปลเป็นโฟตอนที่สามารถส่งผ่านในระยะทางไกลได้ แล้วแปลงมันอีกครั้งให้อยู่ในรูปแบบที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถเข้าถึงได้ หากการเข้ารหัสควอนตัมเป็นเทคโนโลยีที่ชัดเจนซึ่งอยู่ในขั้นความพร้อมที่สูงมาก สนามการสื่อสารควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนข้อมูลควอนตัมระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัมถือเป็นงานใหญ่ที่ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น

ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมถือเป็นเรื่องปกติพูดคุยเกี่ยวกับปริมาณควอนตัม - การเพิ่มจำนวนคิวบิตและความแม่นยำของการดำเนินการในการสื่อสารควอนตัมในบริบทกว้าง ๆ ยังไม่มีเมตริกเดียว ในวิทยาการเข้ารหัสลับควอนตัม นักวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นไปที่อัตราการสร้างคีย์ในทุกระยะห่าง ส่วนใหญ่ความเร็วในการสร้างคีย์จะพิจารณาที่ 50 กม. ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบอุปกรณ์ต่างๆได้ บางครั้งพวกเขายังศึกษาคุณลักษณะที่จำกัดบางอย่างด้วย เช่น ระยะทางสูงสุดในการสร้างคีย์

ปริมาณรถไฟ

มีหลายพื้นที่รอบระบบขนส่งทางรางที่การสื่อสารควอนตัม (รวมถึงการเข้ารหัส) อาจมีประโยชน์

อย่างแรกเลยคือเรื่องราวเกี่ยวกับไฟเบอร์ออปติกสายเคเบิล สายไฟเบอร์ออปติกเป็นเครื่องมือหลักในการส่งข้อมูลควอนตัม ในการเข้ารหัสควอนตัม เราใช้เพื่อส่งโฟตอนที่สร้างคีย์การเข้ารหัส

ประการที่สอง โครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟเอง -ชุดของอ็อบเจ็กต์ทางเทคนิคที่ซับซ้อนซึ่งต้องได้รับการปกป้อง ตามหลักการแล้ว ถ้าเรามีการกระจายคีย์แบบควอนตัมตามเส้นทางรถไฟ เราสามารถใช้คีย์ควอนตัมเหล่านี้เพื่อแก้ปัญหาด้านความปลอดภัยของข้อมูลที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมรถไฟได้

และสุดท้าย เส้นทางรถไฟหลายสาย -ไม่เพียงแต่การขนส่งคนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการขนส่งข้อมูลจำนวนมากด้วย ตัวอย่างเช่น มอสโก - ปีเตอร์สเบิร์ก หนึ่งในโครงการหลักของการรถไฟรัสเซีย มูลค่าของเส้นทางนั้นชัดเจน: มีผู้ใช้ข้อมูลจำนวนมากในมอสโกและไม่น้อยในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก พวกเขาแลกเปลี่ยนข้อมูลที่มีความหมายจำนวนมากซึ่งจำเป็นต้องได้รับการปกป้อง ดังนั้นแนวคิดของการใช้การเข้ารหัสควอนตัมจึงไม่ต้องสงสัยเลยว่ามีเหตุผลทางเศรษฐกิจ

โดยปกติการดำเนินการกระจายควอนตัมคีย์ระหว่างสองจุด A และ B ซึ่งอยู่ในระยะทางมากกว่าหนึ่งร้อยกิโลเมตรนั้นดำเนินการโดยการเพิ่มโหนดที่เชื่อถือได้ระดับกลางเพิ่มเติมบนเส้นทางจาก A ถึง B เครือข่ายดังกล่าวเรียกว่า "แกนหลัก" (ในภาษาอังกฤษ กระดูกสันหลัง - "ไฮเทค"). โครงสร้างวงแหวนยังเป็นไปได้ในโลก: เมื่อส่วนหนึ่งของวงแหวนล้มเหลว ข้อมูลสามารถถูกส่งไปยังส่วนอื่นของวงแหวนได้ ด้วยการออกแบบระบบดาว สำนักงานกลางและงานสถาปัตยกรรมรอบข้าง - เหมาะสำหรับสถาปัตยกรรมแบบกระจาย อาจมีโครงสร้างแบบปิดและเปิด ซึ่งขยายออกไป เช่นเดียวกับเครือข่ายปักกิ่ง-เซี่ยงไฮ้ นี่คือ "กระดูกสันหลัง" ชนิดหนึ่งที่มีชุดเครือข่ายทางไกล

การเข้ารหัสควอนตัมและหลังควอนตัม

อย่าทึกทักเอาเองว่าการเข้ารหัสคือเฉพาะสำหรับบริษัทในภาคการเงินหรือการธนาคารเท่านั้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับทุกคน เราทุกคนต้องแลกเปลี่ยนข้อมูลในรูปแบบที่เข้ารหัส เนื่องจากข้อมูลบางส่วนที่เราใช้นั้นมีมูลค่าสูงจริงๆ ตัวอย่างเช่น เราต้องการซื้อสินค้าทางอินเทอร์เน็ตโดยใช้บัตรเครดิต ในการทำเช่นนี้ เราจำเป็นต้องโอนรายละเอียดบัตรเครดิตไปยังธนาคาร แต่เพื่อให้ธนาคารสามารถตัดเงินออกได้ แต่ผู้โจมตีไม่ทำ

กระบวนทัศน์การเข้ารหัสขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าวิธีการผู้โจมตีรู้จักการเปลี่ยนแปลง นั่นคือเขารู้ว่าเราเข้ารหัสอย่างไร แต่เขาไม่ทราบพารามิเตอร์การเข้ารหัสลับเพียงตัวเดียวนั่นคือคีย์การเข้ารหัส ซึ่งหมายความว่าเพื่อที่จะนำวงจรการเข้ารหัสไปใช้ เราจำเป็นต้องแลกเปลี่ยนคีย์การเข้ารหัสกับผู้รับข้อมูล

ฉันจะโอนกุญแจได้อย่างไร?เพื่อแก้ไขปัญหานี้ มีการใช้บริการจัดส่งพิเศษในระดับรัฐและบริษัท วิธีการนี้ถูกนำมาใช้บางส่วนจนถึงทุกวันนี้ - ตัวอย่างเช่นโดยนักการทูต ข้อเสียของแนวทางนี้ชัดเจน: มีความซับซ้อน ไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ และเหมาะสมกับการใช้งานสำหรับการดำเนินงานจำนวนน้อยมากเท่านั้น คุณจะไม่สามารถซื้อหนังสือทางอินเทอร์เน็ตด้วยวิธีนี้ได้

ที่ไหนสักแห่งในช่วงกลางทศวรรษที่ 70 และ 80 ใหม่แนวคิดคือการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ แนวคิดก็คือเราสามารถสร้างคีย์เข้ารหัสได้โดยการนำขั้นตอนทางคณิตศาสตร์บางชุดไปใช้ ดังนั้น เราซึ่งเป็นผู้ใช้ที่ถูกต้องตามกฎหมาย จะต้องดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น เช่น การคูณตัวเลข และเพื่อให้ผู้โจมตีสามารถเข้าถึงคีย์ของเราได้ พวกเขาจะต้องดำเนินการที่ซับซ้อน เช่น การแยกตัวประกอบตัวเลขให้เป็นปัจจัยเฉพาะ

แนวคิดนี้ยังคงใช้งานได้ดีในปัจจุบัน แต่เมื่อถึงจุดหนึ่ง ก็ชัดเจนว่าทันทีที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังเพียงพอปรากฏขึ้น อัลกอริธึมรุ่นปัจจุบันซึ่งสร้างขึ้นจากปัญหาต่างๆ เช่น การแยกตัวประกอบตัวเลขให้เป็นปัจจัยเฉพาะ จะหยุดเสถียร จำเป็นต้องมีวิธีการใหม่ในการสร้างคีย์การเข้ารหัส เนื่องจากองค์ประกอบหลักของการเข้ารหัสที่มีช่องโหว่พร้อมกับการกำเนิดของคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเป็นการกระจายคีย์และลายเซ็นดิจิทัล

มีสองแนวทางใหม่พื้นฐานในการการแก้ปัญหา อย่างแรกคือการเข้ารหัสควอนตัมซึ่งเป็นการกระจายคีย์ควอนตัม (ที่เราอธิบายไว้ก่อนหน้านี้) การเข้ารหัสด้วยควอนตัมมีลักษณะดังนี้: เราเข้ารหัสบิตของข้อมูลให้เป็นสถานะแสงควอนตัมเดียว (โฟตอน) และส่งผ่าน ระดับข้อผิดพลาดในการส่งสัญญาณสามารถกำหนดระดับการบุกรุกของผู้บุกรุกได้ทันที หากอัตราข้อผิดพลาดไม่เกินเกณฑ์ที่กำหนด เราบอกว่าเราสามารถย่อคีย์ของเราด้วยวิธีพิเศษเพื่อให้ข้อมูลตัวดักจับเกี่ยวกับคีย์ที่สั้นลงนั้นไม่สำคัญ ขั้นตอนนี้เรียกว่า "การชุบแข็ง" และจำเป็นต้องได้รับคีย์ลับขั้นสุดท้าย

ดังนั้นเราจึงแก้ปัญหาการกระจายคีย์เข้ารหัสหากผู้บุกรุกมีคอมพิวเตอร์ควอนตัม เนื่องจากการเข้ารหัสควอนตัมไม่สามารถทำลายด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ ประโยชน์: ความปลอดภัยพื้นฐานทางฟิสิกส์ ข้อเสีย: การจำกัดระยะทาง ต้นทุน และความเร็วของการสร้างคีย์ สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าระบบการแจกจ่ายคีย์ควอนตัมเป็นระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าความปลอดภัยของคีย์ที่สร้างจากควอนตัมได้รับการพิสูจน์บนพื้นฐานของสัจพจน์ของกลศาสตร์ควอนตัม แต่ก็มีอันตรายจากช่องโหว่ในการใช้งานทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจงอยู่เสมอ

วิธีที่สอง - การเข้ารหัสหลังควอนตัม - Ideaการสร้างอัลกอริธึมการเข้ารหัสแบบอสมมาตรใหม่ ไม่ได้สร้างขึ้นจากปัญหาการสลายตัวเลขให้เป็นปัจจัยเฉพาะ แต่เกิดจากปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนอื่นๆ ในการแก้ปัญหาซึ่งคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะไม่มีข้อได้เปรียบ ตัวอย่างเช่น ค้นหาการชนกันของฟังก์ชันแฮช ปรากฎว่าถ้าเราสร้างลายเซ็นหรือแจกจ่ายคีย์บนพื้นฐานหลังควอนตัม เราสามารถป้องกันตนเองจากการโจมตีโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม

การเข้ารหัสหลังควอนตัมก็เพียงพอแล้วในปัจจุบันได้รับการพัฒนาอย่างดี: มีการนำเสนอห้องสมุดเชิงพาณิชย์ โซลูชั่น ผลิตภัณฑ์แล้ว ขณะนี้เทคโนโลยีกำลังเข้าสู่ขั้นตอนของการกำหนดมาตรฐาน: ทั้งในรัสเซียและในโลกมีกระบวนการตัดสินใจว่าโซลูชันใดจะได้รับมาตรฐาน ฉันคิดว่าภายในปี 2024 มาตรฐานจะได้รับการแก้ไข ข้อดีของเทคโนโลยี: ความเรียบง่ายและความเร็วสูงในการบูรณาการ (เนื่องจากเรากำลังพูดถึงซอฟต์แวร์) การอัปเดตซอฟต์แวร์เป็นประจำ ทุกวันนี้ โซลูชันดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่อเสริมสร้างการปกป้องข้อมูลอันมีค่าของบริการและแอปพลิเคชันที่หลากหลายสำหรับผู้ใช้องค์กรและบุคคล (แอปพลิเคชันบนเว็บ อุปกรณ์เคลื่อนที่ และเดสก์ท็อป) ข้อเสียเปรียบหลักคือความลับของการเข้ารหัสหลังควอนตัมยังคงขึ้นอยู่กับสมมติฐานบางประการเกี่ยวกับความยากในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์บางประเภท มีความน่าจะเป็นตามสมมติฐานอยู่เสมอว่าคอมพิวเตอร์ "หลังควอนตัม" จะปรากฏขึ้น ซึ่งจะสามารถแฮ็กอัลกอริธึมหลังควอนตัมได้ แตกต่างจากการกระจายคีย์ควอนตัม ไม่มีจุดแข็งที่สามารถพิสูจน์ได้โดยพื้นฐานที่นี่ - อัลกอริธึมดังกล่าวยังคงได้รับการศึกษาจากมุมมองของการต่อต้าน

เป็นที่น่าสังเกตว่าทั้งสองเทคโนโลยีนี้สามารถทำได้รวมกันเป็นอย่างดี ดังนั้น ช่องทางการรับส่งข้อมูลแกนหลักที่มีโหลดสูงระหว่างศูนย์ข้อมูลของบริษัทขนาดใหญ่ เป็นต้น จึงสามารถป้องกันได้โดยใช้การเข้ารหัสควอนตัม และการโต้ตอบหรือธุรกรรมทางธนาคารของเราเป็นพันรูเบิลนั้นทำได้โดยใช้การเข้ารหัสหลังควอนตัม นั่นคือไม่ควรต่อต้านการเข้ารหัสควอนตัมและหลังควอนตัม แต่คิดว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเทคโนโลยีที่ทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิผล เพียงแต่ฝ่ายหนึ่งให้ความสำคัญกับเลเยอร์สแต็กที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานมากกว่า และอีกฝ่ายเกี่ยวข้องกับผู้ใช้

มาตรฐานการเข้ารหัสควอนตัมก็เช่นกันกำลังก่อตัว มาตรฐานจะเป็นโปรโตคอลเฉพาะ กล่าวคือ วิธีการเฉพาะของสถานะควอนตัมที่ต้องใช้ วิธีเตรียมและวัดผล และจะทำอย่างไรกับสถานะดังกล่าวต่อไป จนถึงขณะนี้มีผู้สมัครรับมาตรฐานหนึ่งราย - โปรโตคอล BB84 ที่มีสถานะหลอกลวง โปรโตคอลนี้รับประกันการสร้างคีย์ลับ แต่โปรโตคอลใหม่ก็ปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ควอนตัมบล็อคเชนและสตาร์ทอัพ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้รับความสนใจอย่างมากเทคโนโลยี blockchain - เทคโนโลยีสำหรับการจัดการฐานข้อมูลแบบกระจาย Blockchains ใช้เครื่องมือเข้ารหัสที่สำคัญสองอย่าง ขั้นแรก ลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์เพื่อยืนยันการประพันธ์ธุรกรรมที่เราต้องการส่งไปยังบล็อก ประการที่สอง วิธีการต่างๆ เพื่อให้บรรลุฉันทามติ ตัวอย่างเช่น หนึ่งในวิธีการพิสูจน์การทำงาน (ในภาษาอังกฤษ หลักฐานการทำงาน - "เทคโนโลยีขั้นสูง") ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันแฮชการเข้ารหัส

Blockchain มีความเสี่ยงต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใช้ลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์และกลไกฉันทามติ ซึ่งไม่ทนต่อการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม อย่างไรก็ตาม มันเป็นไปได้ที่จะสร้างบล็อกเชนที่ทนทานต่อการโจมตีดังกล่าว—บล็อกเชนที่ปลอดภัยด้วยควอนตัม (ควอนตัม) บล็อกเชนควอนตัมใช้การเข้ารหัสควอนตัมหรือหลังควอนตัม (หรือทั้งสองอย่างรวมกัน) และช่วยให้ลายเซ็นและความเห็นพ้องต้องกันกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมมากขึ้น

ขึ้นอยู่กับความสนใจของผู้ใช้ชาวรัสเซียเราสามารถคาดหวังการเกิดขึ้นของบล็อคเชนควอนตัมในประเทศในอนาคตสองถึงสามปี เริ่มแรก จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายการสื่อสารควอนตัม ซึ่งระบบแบบกระจายจะถูกสร้างขึ้นในอนาคต

การสื่อสารควอนตัมเป็นที่นิยมมากที่สุดทิศทางการทำงานของสตาร์ทอัพรัสเซีย แผนกของบริษัทขนาดใหญ่หลายแห่ง ผู้จำหน่ายระบบรักษาความปลอดภัยข้อมูลแบบคลาสสิก ดำเนินการในตลาด เหล่านี้คือสตาร์ทอัพจาก ITMO University, Quanttelecom, แผนกของบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านการรักษาความปลอดภัยข้อมูล, InfoTeKS และ Cryptosoft QRate เป็นการแยกตัวออกจาก Russian Quantum Center ตั้งแต่ปี 2017 สตาร์ทอัพมีแนวโน้มที่จะทำงานกับทุนสนับสนุนและการลงทุนภาคเอกชนมากกว่า ฉันยังไม่รู้ข้อตกลงร่วมทุนในรัสเซีย

Internet of Things และความปลอดภัยควอนตัม

อุปกรณ์ Internet of Things มากมาย - เซ็นเซอร์ -สามารถเป็นได้ทั้งคลาสสิกและควอนตัม สมมติว่าเรามีชุดเซ็นเซอร์แบบคลาสสิก อุปกรณ์ Internet of Things เกตเวย์ควบคุมที่มีข้อมูลที่เป็นความลับ ในการเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน คุณต้องมีโปรโตคอลการป้องกันการเข้ารหัส - การสื่อสารควอนตัมอีกครั้ง

ในทิศทางนี้จนถึงตอนนี้ก็มีเพียงเท่านั้นต้นแบบที่ปกป้องแต่ละองค์ประกอบหรืออุปกรณ์ ยังเร็วเกินไปที่จะพูดถึงระดับอุตสาหกรรม ประการแรก โลกจำเป็นต้องเข้าใจคุณค่าของทิศทาง เลือกอุปกรณ์ Internet of Things ที่ต้องการการปกป้อง และใช้การสื่อสารควอนตัมอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ จำเป็นต้องเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคหลายประการ

วันนี้ยังไม่ชัดเจนว่ามีอะไรอยู่บ้างInternet of Things จำเป็นต้องได้รับการปกป้องในระดับสูงเช่นนี้ อย่างไรก็ตาม เมื่อเทคโนโลยี Internet of Things แพร่กระจาย คุณค่าของข้อมูลและคุณค่าของการแฮ็กข้อมูลก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ตามทฤษฎีแล้ว การแฮ็กอาจเป็นอันตรายอย่างยิ่งในการผลิตแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ดังนั้น หากเซ็นเซอร์ส่งข้อมูลที่ไม่ถูกต้องไปยังศูนย์การตัดสินใจ การตัดสินใจก็จะผิดพลาด และความเสียหายทางเศรษฐกิจจากการโจมตีดังกล่าวอาจมีนัยสำคัญมาก

ห้าอุตสาหกรรมที่จะนำไปใช้ในการสื่อสารควอนตัมเร็ว ๆ นี้

• การเงิน.ธนาคารต่างๆ เป็นกลุ่มแรกที่นำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้

• ภาครัฐ.ในที่นี้ การสื่อสารเกี่ยวข้องกับข้อมูลผู้ใช้ ระบบของรัฐบาล การเลือกตั้ง กล่าวคือ ทุกด้านที่การปกป้องในระดับสูงเป็นสิ่งสำคัญ

• โทรคมนาคม.บริการจัดเก็บข้อมูลระยะไกล (การป้องกันที่ดีก็เป็นสิ่งสำคัญสำหรับพวกเขาเช่นกัน) ข้อมูลสำหรับการจัดเก็บข้อมูลสามารถเข้ารหัสได้โดยใช้วิธีควอนตัม

• ยา.โลกกำลังรวบรวมข้อมูลทางพันธุกรรมมากขึ้นเรื่อยๆซึ่งกำหนดชีวิตทั้งชีวิตของบุคคลและคุณลักษณะของมัน ในหลายประเทศ กำลังดำเนินการเพื่อบังคับใช้กฎหมายกับส่วนหนึ่งของข้อมูลทางพันธุกรรมของบุคคล โดยเทียบเคียงกับข้อมูลหนังสือเดินทาง สิ่งสำคัญคือต้องปกป้องพวกเขาจากการโจมตีและการยักย้ายถ่ายเท

• พลังงาน.การปกป้องการจัดการโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ ระบบอัตโนมัติ และการส่งผ่านพลังงานเป็นสิ่งสำคัญ การเข้ารหัสถูกนำมาใช้แล้วในหลายจุดในระบบดังกล่าว

การสื่อสารควอนตัมในโลกและในรัสเซีย

การสื่อสารควอนตัมทั่วโลกได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมระดับชาติเกี่ยวกับเทคโนโลยีควอนตัม ผู้เชี่ยวชาญมองว่าจีนเป็นผู้นำระดับโลก แต่การสื่อสารก็กำลังพัฒนาอย่างแข็งขันในสหภาพยุโรปเช่นกัน บริษัท โตชิบาของญี่ปุ่นมีห้องปฏิบัติการในเคมบริดจ์ หลายโครงการกำลังทำงานในสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา (แต่โครงการหลังยังคงเน้นไปที่การประมวลผลควอนตัมมากกว่า)

ขอบเขตของการสื่อสารควอนตัมในรัสเซียดูเหมือนน่าลงทุน. ระดับเทคโนโลยีของการเข้ารหัสควอนตัมของรัสเซียในปัจจุบันนั้นเทียบได้กับระดับสากล และโซลูชันบางอย่างสำหรับการประมวลผลภายหลังของคีย์นั้นดูดีกว่าโซลูชันอื่นๆ ในโลก

เช่นเดียวกับเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่การสื่อสารควอนตัมมีปัญหาบางประการกับการพัฒนาอย่างกว้างขวาง การเข้ารหัสควอนตัมดูเหมือนเป็นการประกัน จนกว่าจะมีแบบอย่างในโลกที่มีการแฮ็กหรือขโมยข้อมูลอันมีค่าใดๆ โดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม ผู้คนไม่เข้าใจว่าศักยภาพของมันได้รับการตระหนักอย่างเต็มที่หรือไม่ ซึ่งจะทำให้ดึงดูดการลงทุนได้ยาก เพื่อพิสูจน์ศักยภาพ คุณต้องมีแฮ็กอย่างน้อยหนึ่งครั้ง นอกจากนี้ เพื่อเปิดเผย ตลาดรัสเซียยังขาดโครงการอย่างเช่นโรดแมป การผลิตอุปกรณ์จำนวนมากและความพยายามในการปรับปรุง

ไม่ใช่ทุกบริษัทเปิดเผยข้อมูลอย่างเปิดเผยว่าวิธีแก้ปัญหาของพวกเขาคือขั้นตอนของการพัฒนา QRate มีผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปพร้อมใช้ในอุตสาหกรรม ลูกค้าที่มีศักยภาพ เช่น Gazprombank กำลังทดสอบอยู่ Sber ยังทดสอบระบบของบริษัทสำหรับความทนทานต่อข้อผิดพลาดเป็นเวลาหนึ่งปี การเริ่มต้นคือการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารควอนตัมโดยมุ่งเน้นที่การนำใยแก้วนำแสงไปใช้

เริ่มก่อสร้างในเดือนธันวาคม 2020เครือข่ายควอนตัมหลัก มอสโก - เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก โดย Russian Railways เป็นเส้นที่จะประกอบด้วยส่วนต่างๆ ระยะทาง 100-200 กม. มีความจำเป็นเพื่อลดการสูญเสียในการส่งสัญญาณ การเข้ารหัสสัญญาณที่โหนดอีกครั้ง มีการใช้โหนดที่เชื่อถือได้แบบคลาสสิกในเครือข่ายเนื่องจากตัวทำซ้ำควอนตัมยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเพียงพอ (ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่ง) โดยทั่วไป เครือข่ายนี้เป็นตัวอย่างของโครงการเชิงเศรษฐกิจในด้านการสื่อสารควอนตัมที่มีข้อมูลจำนวนมากหมุนเวียนระหว่างมอสโกวและเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก เครือข่ายจะช่วยเหนือสิ่งอื่นใดในการปกป้องช่องทางการสื่อสารที่จะควบคุม Sapsans และ Swallows ไร้คนขับ

อ่านเพิ่มเติม:

การหมุนของโลกช้าลงทำให้เกิดการปล่อยออกซิเจนบนดาวเคราะห์

นักดาราศาสตร์พบโครงสร้างที่ผิดปกติในห้วงอวกาศ

ดูงานศิลปะหินนีแอนเดอร์ทัลอายุกว่า 60,000 ปี