Toshiba планирует строить сверхдлинную квантовую сеть для передачи данных с защитой от взлома

Бизнес >> 07.09.2021, 12:41

При построении квантовой сети одной из самых сложных задач является передача информации. Так как это нужно делать по длинным волоконно-оптическим линиям, многие не уверены в том, что скорость передачи и качество будут достаточными. Исследовательская лаборатория Toshiba Europe в Кембридже опубликовала информацию о том, что их специалистам удалось успешно осуществить демонстрацию квантовой связи. Это первый случай в истории, когда данные через оптические волокна удалось передать на такое огромное расстояние – 600 км. Это рекорд! Эксперты уверены, что данный прорыв имеет все шансы на дальнейшее развитие и практическое использование. В ближайшем будущем можно будет создать сверхбыструю сеть интернет с защитой от взлома.

Квантовый интернет

«Квантовый интернет», над которым пока только идет работа, будет представлять собой сеть будущего. Казалось бы, что еще можно сделать с интернетом, если он уже такой быстрый?! Но, специалисты точно знают, что им есть еще, над чем работать, чтобы сделать передачу данных максимально быстрой и защищенной. Создание такой сверхскоростной защищенной сети решит огромное количество задач. Это и молниеносный обмен данными из любой точки мира, и моделирование каких-то новых соединений, материалов в максимально короткие сроки.

Нет ничего удивительного в том, что данная область вызывает высокий интерес не только у инженеров, научного сообщества, но и бизнеса, правительств стран, и у обычных людей, которые следят за высокими технологиями. Своими планами о создании квантового интернета уже поделились правительства таких стран, как Россия, Европейский союз, США, Австралия, Великобритания, Китай и не только. Уже сейчас суммы инвестиций от правительства и частного бизнеса превысил несколько миллиардов американских долларов.

Безопасная передача информации

По заявлению экспертов, самое сложное в данной технологии – передача информации (кубитов). На скорость может влиять большое количество различных внешних раздражителей. Это, например, температурные колебания, из-за которых оптоволокно расширяется и сжимается. Долгое время эта проблема казалось нерешаемой. Но ученые из Toshiba Europe в Кембридже справились и с этой задачей. Была разработана специальная двухдиапазонная технология стабилизации. С ее помощью можно передавать данные без искажений по обычному оптическому волокну на расстояния до 600 км. Чтобы уменьшить фазовые флуктуации, применяется 2 опорных сигнала. Они имеют разную длину. Один сигнал гасит быстро меняющиеся колебания, второй – точно регулирует фазу. Это позволяет сохранить точность фазы сигнала квантовой передачи данных на расстоянии в 100 км на уровне 10 нм.

Результат действительно потрясающий. Совсем скоро можно будет использовать эти технологии на практике. Планируется, что первая такая официально рабочая сеть будет использоваться для передачи квантовых ключей. Стоит напомнить о том, что современное коммерческое оптическое волокно ограничено максимальной длиной, которая может достигать лишь 100-200 км. При работе над увеличением данного расстояния, еще в 2018 году Toshiba разработала новый протокол квантового распределения ключей. Это Twin-Field QKD. С его помощью можно осуществить передачу ключей по оптическому волокну на расстояние до 550 км. Пока такого никому не удавалось. Это одновременно и высокая скорость, и повышенный уровень безопасности, защиты передаваемых данных.

Применение QKD

Несмотря на то, что Квантовый интернет, пока находится на стадии разработки, технология QKD уже давно применяется на практике. Например, в крупных городах его используют для защиты сетей. Это позволяет соединить крупные города, расположенные на огромных расстояниях, в том числе и на разных континентах. Используется технология в киберспорте и в работе онлайн-казино. Благодаря ей, онлайн-игры казино защищены от взломов и мошенничества.

Старший вице-президент Toshiba Таро Симада завил, что компания готова и дальше масштабировать свой квантовый бизнес. В будущем планируется разработать специальную платформу, чтобы оказывать услуги в сфере квантовых информационных технологий. По его словам, это даст возможность не только ускорить передачу данных и сделать ее безопасной, но и создать трансформационные технологии, которые можно будет использовать в самых разных сферах. Например, это могут быть облачные квантовые вычислительные машины, квантовое распределенное зондирование и многое другое. Точных прогнозов, когда именно данная технология будет использоваться на практике, пока не дают даже сами разработчики. Но это точно произойдет в ближайшее время. Некоторые эксперты уверены, что квантовый интернет перевернет представления о передаче данных, станет огромным толчком к дальнейшему развитию, новым научным открытиям.

Согласно официальным отчетам Toshiba, эта работа частично была профинансирована Евросоюзом. Эти подробности были опубликованы в издании Nature.