Все, что связано с компьютерными программами, интерфейсом и программированием
Ответить
Профессор
Участник
Баланс:3174
 
Сообщения: 211
Регистрация: 26.10.2019

Почему корпорации вкладывают всё больше денег в квантовое шифрование

Профессор » 08.11.2020 15:53

+
0
-
Всё больше IT-гигантов рискуют тратить существенные ресурсы на разработки в области квантовой криптографии, предполагая, что вскоре этот рынок вырастет до небес.

Корпорация Toshiba заявила в воскресенье, что к 2030 году планирует получить доход в размере 3 миллиардов долларов США за счёт квантовой технологии защиты данных. Toshiba надеется удовлетворить мировой спрос на подобные технологии, который, по мнению аналитиков компании, будет только расти, особенно с учётом того, что кибербезопасность вышла на первый план в вопросах национальной обороны ведущих государств мира.

Вдогонку компания Toppan Printing, японский Национальный институт информационно-коммуникационных технологий и корпорации QunaSys и ISARA объявили о начале сотрудничества, направленного на создание технологии безопасного квантового облака, которая позволит усовершенствовать обработку информации и обеспечить безопасную коммуникацию, а также хранение и использование данных.


Что такое квантовая криптография

Наука о квантовой информации изучает законы квантовой физики в интересах вычислений, хранения, передачи и измерения информации и другого манипулирования ею. Она, в частности, занимается исследованием квантовой коммуникации — способами передавать информацию, применяя законы квантовой физики.

Криптография — это дисциплина, занимающаяся преобразованием открытых, читаемых по общеизвестным правилам данных в закодированные по некоему секретному алгоритму, то есть таким образом, чтобы прочитать их мог только тот, кому этот алгоритм известен, у кого есть к нему «ключ». Квантовая криптография, как следствие, использует для шифрования данных и защиты их от взлома принципы квантовой механики. И наиболее перспективное направление квантовой криптографии — квантовая передача (распределение) ключей (QKD, Quantum key distribution). Для её осуществления предлагаются разные протоколы, но в основе их всех — 1) наблюдение квантовых состояний частиц, например, пар запутанных фотонов, и 2) тот факт, что эти состояния нельзя измерить, не изменив. Предполагается, что любое злоумышленное вмешательство в квантовую передачу ключей будет приводить к изменению передаваемых данных и сразу же становиться очевидным. А вместо скомпрометированного ключа будет передаваться новый. Поскольку же речь о фотонах, всё это будет происходить ещё и практически мгновенно.


В ожидании квантового компьютера

Квантовая криптография — пока достаточно тёмная область: предстоит научиться эффективно и регулярно, а не только на дорогостоящих экспериментальных установках под наблюдением докторов наук, решать несколько нетривиальных задач, среди которых и создание пар частиц в запутанном состоянии, и сохранение этой запутанности до измерения при неизбежном контакте с внешним миром, и измерение их состояний таким образом, чтобы извлекаемая при этом информация была полезной. Вполне резонно спросить, зачем изобретать велосипед, если давно доступны другие методы защиты информации. В мире множество данных, которые мы предпочли бы скрыть от лишних глаз, от личных переписок до банковских счетов, и все они успешно шифруются различными способами.

Проблема в том, что эти способы уязвимы перед будущими технологиями: хотя используемые в них алгоритмы обычные современные компьютеры могут взламывать годами (а то и миллионами лет), так называемые квантовые компьютеры справились бы с этой задачей гораздо быстрее.

Хотя некоторое количество квантовых компьютеров уже существует, их пока нельзя назвать вполне функциональными устройствами и огромный потенциал квантовых вычислений остаётся неизведанным. Квантовые компьютеры чрезвычайно сложны в проектировании, производстве и программировании. Их нынешние версии полны ошибок в виде шума, сбоев и потери квантовой когерентности — согласованности в движении частиц, — что крайне важно для их работы. Эта потеря когерентности (называемая декогерентностью), вызываемая вибрациями, колебаниями температуры, электромагнитными волнами и другими взаимодействиями с внешней средой, а также собственно свойствами самих наблюдаемых частиц, в конечном итоге разрушает квантовые свойства компьютера раньше, чем с его помощью может быть решена любая конкретная вычислительная задача. Так что современные квантовые компьютеры вряд ли способны угрожать системам кибербезопасности.


3 миллиарда долларов, на которые надеется Toshiba, — это огромная сумма даже для 10 лет работы. Кто и зачем может заплатить такие деньги за безопасность данных?

Сейчас компания заявила, что объединилась с Verizon Communications Inc. в США и с BT Group в Великобритании в пилотных проектах QKD, а также ведёт переговоры с неким телекоммуникационным оператором в Южной Корее. Но разработки компании могут пригодиться и целым государствам.

Недавно был утверждён бюджет США на следующий год. К разочарованию учёных, спонсированию науки в нём много внимания не уделили. Но есть область научных исследований, которые бюджет на 2021 профинансирует весьма щедро, — это квантовая информатика. На разработку и исследования квантовых технологий в бюджете заложено больше полумиллиарда долларов, в том числе 25 млн на создание квантового интернета, соединяющего 17 национальных лабораторий.

Как такая, казалось бы, малоизученная область, стала бюджетным приоритетом? Власти считают, что квантовые исследования необходимы для национальной безопасности. И ещё США опасаются отстать от Китая.

Инвестиции правительства США в науку и технологии долгое время ориентировались на увеличение экономической и военной мощи Америки. Конкуренция с Китаем тоже имеет значение. Эксперты часто говорят о новой «холодной войне» между этими двумя государствами — возможно, квантовые технологии становятся частью этой истории. Китай назвал квантовую информатику ключевой планкой в своём 13-м пятилетнем плане «Сделано в Китае — 2025», а китайские специалисты в области обороны полагают, что «квантовая гегемония» может определить будущее международной политики.

Китай — первая страна, достигшая важных успехов в квантовой информатике. К ним относятся квантовая сеть, соединяющая Пекин и Шанхай, и первый квантовый научный спутник. Китай также строит крупнейшую в мире квантовую лабораторию.

Литература
https://whattheythink.com/news/102922-t ... technology
https://money.usnews.com/investing/news ... hy-by-2030
https://22century.ru/popular-science-publications/qkd
Поделиться:

Аватара пользователя
MoonBear
Участник
Баланс:6802
 
Сообщения: 372
Регистрация: 02.06.2020

Re: Почему корпорации вкладывают всё больше денег в квантовое шифрование

MoonBear » 15.03.2021 17:26

+
3
-
Тема, обозначенная как вопрос инвестирования средств фирмы Toshiba в технологии квантового шифрования, гораздо шире конкретной, пусть и важной темы. Речь идет о создании принципиально новой базы информационной структуры будущего человечества.

Это квантовые компьютеры и новая глобальная сеть, способная стать не просто альтернативой, а заменой действующего Интернета в части технической составляющей. Кто владеет информацией, тот владеет миром - сказано давно, но актуальности не потеряет никогда.

Возможно, я не полностью владею темой, чтоб голословно утверждать об отсутствии системных работ этого направления в научных учреждениях нашего государства, но, к сожалению, в прессе совершенно отсутствует информация по исследованиям квантовых технологий. И уж, тем более, никто не говорит о национальной программе.

Те интервью и статьи, что довелось прочесть, оптимизма не внушают, напоминая обычную жвачку: что-то делаем, понимаем важность, нужно усилить, требуются инвестиции и т.д., впрочем, как всегда.

Вопрос, между тем, стратегический, связанный с будущим нашего государства в стартовавшем веке. К примеру, Китай давно запустил программу «Тысячи талантов», благодаря которой, выращивает у себя и возвращает домой интеллектуальную элиту, способную решать задачи не только в области квантовых технологий, но и в целом, фундаментальной науки с последующим практическим применением.

Трагедия России в том, что у нас нет корпораций, ориентированных на развитие этих технологий, планирующих внедрять в производство, соответственно и инвестирующих миллиарды в науку. В США и Китае есть: IBM, Microsoft, Intel, Huawei, NASA и многие другие.

А, что мы можем противопоставить - Роснано? Компания, ставшая настоящим заповедником, где распил государственного бюджета, возведен в ранг искусства. Наша официальная наука залила эпоксидным клеем тот статус кво начала нулевых и замерла, как впавший в спячку хомяк, проявляющий активность лишь в момент звякнувшей кормушки.

Страны-победители этой гонки, получат статус элиты геополитических игроков нового мира, где перестанут действовать сегодняшние системы сдерживаний и противовесов. Под каким номером окажется Россия, сказать сложно, но не в первой десятке, это точно. Во всяком случае, по прогнозам сегодняшнего дня.

MarGree
Участник
Баланс:2395
 
Сообщения: 221
Регистрация: 09.12.2019

Re: Почему корпорации вкладывают всё больше денег в квантовое шифрование

MarGree » 08.01.2022 09:34

+
0
-
С актуальностью квантового шифрования более-менее понятно

То, что большинство современных исследований уперлись в низкую скорость вычислительного оборудования – это факт. О вычислительных возможностях квантового компьютера мечтают нейрофизиологи, генетики, палеонтологи, эволюционисты, космофизики, космологи и многие другие специалисты.

В 2019 году компания Google «забила за собой» первое место в истории квантовой физики, представив на обозрение первую рабочую модель квантового компьютера. С тех пор, кроме создания аналогичных разработок, тема дальше не продвинулась.

Причина основная – отсутствие алгоритмов шифрования, посредством которых можно было бы запаролить квантовый компьютер. Самому ему пока что не по силам вычислить такие алгоритмы квантового шифрования, скорость которых превысила бы скорость распределения ключей в современной криптографии. Поиски ведутся. А компьютер, который нельзя включать в сеть – это такая дорогостоящая игрушка, которая никому не нужна.
Причины вторичные - связанны с доработкой опытной рабочей модели до промышленного образца. Это естественный процесс для проектирования инновационных устройств, имеющиеся заковыки пока что выглядят решаемыми.

Впрочем, если иметь в виду то, что бюджет США не скупится на финансирование научных исследований в квантовой информатике, то в перспективе вопрос будет решен.


Моё внимание к этой ленте привлекли не проблемы криптографии, а комментарий MoonBear-а:
«Трагедия России в том, что у нас нет корпораций, ориентированных на развитие этих технологий, планирующих внедрять в производство, соответственно и инвестирующих миллиарды в науку. В США и Китае есть... А, что мы можем противопоставить - Роснано?»
Конечно, это не дело, что наша наука, особенно в теоретических областях, слабо финансируется. Но что касается квантовой физики - все не так печально, как это представляется на первый взгляд. Квантовые технологии замечательно коммерциализируются во всем мире. И не России отставать в этом вопросе. На этом пути у нас тоже имеются «свои бронепоезда» (отсылка к песне времен СССР «мы мирные люди, но наш бронепоезд стоит на запасном пути»).


Перечень строящихся и действующих объектов вряд ли ограничивается нижеперечисленными. Но однозначно дает представление о грандиозности планов. Так что, повод для оптимизма имеется основательный:

1. Российский квантовый центр -
Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий (РКЦ или RQC) - негосударственная исследовательская организация. РКЦ занимается:
- фундаментальными исследованиями по следующим направлениям:
квантовая оптика, квантовое материаловедение, квантовая информатика;
- созданием и коммерциализация технологий и устройств на базе квантовых эффектов;
- осуществляет широкую образовательную программу научных обменов, семинаров, стажировки российских студентов и профильных специалистов.

Более полную информацию по истории создания, структуре, компетенции ведущих специалистов, достижениям и пр. можно получить отсюда:

РКЦ - https://ru.wikipedia.org/Российский_квантовый_центр и

Компания: Российский квантовый центр -
tadviser.ru/index.php/Компания:Российский_квантовый_центр_(РКЦ,_Russian_Quantum_Center,_RQC)

Квантовые перспективы: настоящее и будущее технологий в России и мире
https://news.itmo.ru/ru/news/5989/

В содружестве и при поддержке Газпромбанка идет разработка по следующим темам:
• Квантовое распределение ключа: абсолютная защита, гарантированная законами физики
• Разработка устройств квантовой криптографии для гражданского сектора
• Защита информации от перспективного роста вычислительных мощностей на основании квантовых свойств частиц
• Первый протокол квантовой криптографии
• Разработка промышленного устройства для квантовых коммуникаций, внедрение и коммерциализация

Более полно с ходом работ можно ознакомится по этому источнику:
Коммерциализация технологии квантового распределения ключа -
https://fcpir.ru/upload/iblock/313/core ... tation.pdf
Квантовые перспективы: настоящее и будущее технологий в России и мире
https://news.itmo.ru/ru/news/5989/


2. Байкальский подводный нейтринный телескоп –
только в марте 2021 года отчитались о вводе в эксплуатацию этого крупнейшего в Северном полушарии нейтринного телескопа (https://nauka.tass.ru/nauka/10895909 ),
как уже в 8 декабря 2021 года отчитались об сенсационном открытии, сделанном на нем.

Ученым удалось зафиксировать нейтрино сверхвысоких энергий, в десятки раз превышающие те, которые удается фиксировать на Большом адронном коллайдере. Особое значение для ученых имеет то, что впервые в истории науки удалось «поймать» нейтрино одновременно на двух нейтринных телескопах – Байкальском и Антарктическом IceCube. Похоже, что в этом вопросе мы догнали западную науку. Наш нейтринный телескоп еще не вышел на полную эксплуатационную мощность – а уже такие подарки судьбы!

В чем интерес физиков в открытии:

- нейтронный телескоп локализовал в пространстве источник этих сверхвысоких энергий – черную дыру. Теперь с помощью этого нейтрино удастся чуть глубже проникнуть в тайну природы черных дыр и строения галактики;

- нейтрино сами по себе уникальные объекты: они не излучают, не поглощают и не переносят свет; не участвуют в электро-магнитных взаимодействиях. Это дает основание предполагать их принадлежность к «темной материи». Скорость перемещения частицы нейтрино в веществе выше скорости света.

Ближе познакомиться с Байкальским подводным нейтринным телескопом можно здесь -
http://nuclphys.sinp.msu.ru/neutrino/ne ... s/baik.htm
Так же интерес представляет мнение эксперта: нейтринный телескоп "Байкал" поможет ученым лучше понять устройство Вселенной - https://nauka.tass.ru/nauka/10895961


3. Квантовая долина -
2 декабря 2921 подписано постановление о создании Инновационного научно-технологического центра ИНТЦ «Квантовая долина». Располагаться это великолепие будет в Нижнем Новгороде. На строительство уже выделено 9,3 млрд рублей. Квантовые технологии и искусственный интеллект – вот спектр задач будущего Центра:

«На базе нового инновационного научно-технологического центра планируется развивать современные цифровые технологии, включая квантовые технологии и искусственный интеллект. В числе направлений деятельности центра также создание инновационных производств, интеллектуальных транспортных систем, реализация проектов в области высокотехнологичной персонализированной медицины и медицинского приборостроения, решение задач в сфере экологии и ликвидации накопленного ущерба» - http://government.ru/news/43973/

Более полную информацию можно получить здесь:

Правительство России одобрило создание «Квантовой долины» в Нижегородской области - https://www.nn.ru/text/gorod/2021/12/02/70290869/
«“Квантовая долина” будет располагаться в центральной части Нижнего Новгорода» - https://www.kommersant.ru/doc/5102788
Создание "Квантовой долины" в Нижегородской области позволит создать 1,3 тыс. рабочих мест - https://tass.ru/obschestvo/13090327

Ответить
   ПОМОЩЬ по форуму!