Россия создает квантовый Интернет

Последние события, связанные с пандемией коронавируса и с глобальным карантином, на который была отправлена, фактически, вся человеческая цивилизация, в очередной раз продемонстрировали, в какой степени наша экономика и шире – современное общество – зависит от информационных технологий. Естественно, кризис подхлестнул ведущиеся по всему миру инновационные ИТ-разработки, особое место серди которых заслуженно занимают проекты, связанные с квантовыми вычислениями и квантовыми сетями.

Квантовая сеть представляет собой коммуникационную систему, которая защищает передаваемые данные с использованием фундаментальных законов квантовой механики и является практической реализацией так называемой квантовой криптографии. Квантовые сети должны сформировать 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. В квантовых сетях, использующих в качестве среды передачи оптоволокно или свободное пространство, важную роль играет передача чистых квантовых состояний в виде фотонов на большие расстояния. Сама идея квантовых сетей начала активно обсуждаться после успешных экспериментов по квантовой телепортации.

Уникальные проекты по разработке квантовых сетей сегодня ведутся в двух странах – России и Китае. В августе 2016 года мы писали о том, как ученые из КНИТУ-КАИ (Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева, бывший Казанский авиационный институт) и Университета ИТМО (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики) совместно произвели запуск пилотного сегмента первой в России многоузловой квантовой сети.

Этот проект является важным шагом в развитии квантовой связи в России, поскольку именно он заложит технологическую основу для создания масштабируемой национальной инфраструктуры квантовых коммуникаций. Квантовая сеть в Казани полностью основана на отечественных разработках и по техническим параметрам не уступает, а по ряду характеристик превосходит зарубежные аналоги.

В ноябре того же 2016 года в Китае было завершено создание первой экспериментальной квантовой коммуникационной линии протяженностью 712 километров Хэфэй – Шанхай с 11 станциями, строительство которой заняло три года. Планируется, что на ее базе будет создана линия Пекин – Шанхай общей протяженностью порядка 2 тыс. км.

Как видим, «квантовая гонка» набирает обороты, поэтому сегодня нам особенно приятно представить развитие российского проекта, связанного с квантовыми технологиями.

По итогам конкурсного отбора лидирующих исследовательских центров (ЛИЦ) в рамках национальной программы «Цифровая экономика РФ», который проводился по заказу Минкомсвязи России при экспертно-аналитическом сопровождении РВК, Университет ИТМО получил грантовую поддержку со стороны РВК в размере 300 миллионов рублей.

В партнерстве с ОАО «РЖД» специалисты вуза разработают цифровое платформенное аппаратно-программное решение «Квантовая коммуникационная платформа цифровой экономики». Пилотная зона для внедрения платформы будет запущена в 2021 году на инфраструктуре ОАО «РЖД».

Платформа состоит из аппаратных и программных компонентов, формирующих ключевой центр для квантовых сетей. Квантовая сеть представляет собой дополнительный уровень сети передачи данных, обеспечивающий ее защиту с помощью технологии квантовой криптографии. Внедрение этой новой технологии позволит существенно повысить информационную безопасность существующих сетей связи, в том числе защиту от перспективных угроз. И что для нас особенно важно в плане выполнения программы импортозамещения, при создании сети будет использоваться оборудование квантовой криптографии российского производства.

Особенностью квантовой коммуникационной платформы является возможность строить на ее основе квантовые сети любых масштабов – от локальных сетей предприятия до магистральных, охватывающих всю страну. Платформа призвана обеспечивать все основные функции квантовой сети и реализовывать сервисную модель предоставления услуг: защиту данных, управление сервисами и мониторинг.

Стратегическим индустриальным партнером проекта, обеспечивающим пилотное внедрение платформы, выступает ОАО «РЖД».

В процессе эксплуатации на разрабатываемой платформе будет осуществляться предоставление коммерческих услуг и сервисов по квантово-защищенной передаче данных. Это позволит в несколько раз снизить затраты на эксплуатацию защищенной инфраструктуры и перевести безопасность передаваемых данных на качественно новый уровень, недостижимый для классических систем.

После сертификации разрабатываемых решений, платформа сможет использоваться для передачи конфиденциальной информации разных типов. Ожидается, что первыми клиентами станут финансовые организации, госкорпорации, производственные предприятия и инфраструктурные объекты.

Данный проект является уникальным для России. В мире комплексные платформенные решения в настоящее время существуют только в Китае.

Александр Повалко, генеральный директор РВК так прокомментировал данный проект: «В основе программы ЛИЦ лежит амбициозная идея входа на принципиально новый сегмент рынка квантовых коммуникаций – «квантовый Интернет». Глобальная квантовая индустрия еще только формируется. Сегодня в мире существует не более десятка исследовательских центров, которые могут создать полноценную инфраструктуру квантовых коммуникаций, и Национальный исследовательский университет ИТМО находится в их числе. Фундаментальный и прикладной задел, которым обладают российские ученые, в сочетании с возможностями индустриального партнера в лице ОАО «РЖД», дает возможность России стать полноправным игроком на глобальном рынке. В перспективе ЛИЦ ИТМО обеспечит масштабное внедрение своих разработок в России, что позволит нашей стране стать логистическим и коммуникационным центром между Европой и Азией, гарантировать быструю и безопасную передачу информации для реальных секторов мировой экономики».

Владлена Серебрякова, директор центра научного бизнес-партнерства Университета ИТМО указала главную цель проекта: «Перед нами стоит амбициозная цель – выйти в новый сегмент рынка квантовых технологий передачи, обработки, хранения и анализа информации – рынок квантового интернета. При этом ОАО «РЖД» играет важную роль в проекте, поскольку именно на их линиях связи будет апробироваться новая платформа».

В дальнейшем на базе уже созданных ключевых центров можно будет разработать аналогичные региональные, внутригородские и даже локальные сети, через которые желающие могут получить доступ в квантовый интернет.

За последние 10 лет объем передачи данных увеличился в 50 раз, а к концу 2020 года количество устройств, интегрированных в киберфизическую систему интернета вещей в мире, увеличится до 20 млрд. В этой связи спрос на эффективные, быстрые и защищенные каналы связи будет стремительно расти. Технологии «умного» города, беспилотный транспорт, «умные» производства и др. потребуют быстрого обмена данными при максимальной безопасности от взломов и хакерских атак.

 

 

Поделиться:
Спецпроект

Форум «ИТОПК-2020» оценил потенциал господдержки

Подробнее
Спецпроект

Напряженный трафик или Современные требования к инфраструктуре ЦОД

Подробнее

Подпишитесь
на нашу рассылку