Все, что связано с компьютерными программами, интерфейсом и программированием
Ответить
Профессор
Участник
Баланс:1310
 
Сообщения: 85
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:

Ответить    ПОМОЩЬ по форуму!