Ученые Центра НТИ «Квантовые коммуникации» Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» представили узел квантовой сети для массового применения в российских компаниях, которые хотят защититься от утечек информации. Использовать портативную разработку также можно для создания квантовых компьютеров и прототипов устройств квантового интернета. До конца 2022 г. ученые надеются согласовать с ФСБ России новую систему, чтобы получить разрешение на ее массовое внедрение в компаниях.
НИТУ «МИСиС» продемонстрировал работу узла отечественной квантовой сети, созданного учеными Центра НТИ «Квантовые коммуникации». Массовое внедрение инновационной системы защиты информации на его основе в российских компаниях будет возможно с 2022 г., рассказал Игорь Павлов, заместитель директора Центра НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС».
Пока узел используют для создания демонстрационных квантовых компьютеров, в том числе в научно-исследовательских работах в области квантовых коммуникаций и фотоники на базе вузов, R&D-центров и научно-производственных объединений. По сути, на ней в лабораториях обучаются студенты профильных направлений.
«Сам узел был разработан в 2021 г., и стал хорошим заделом в рамках нашей программы «Приоритет-2030», по которой мы хотим разрабатывать не только средства коммуникации на основе фотонов, но и комплексы обработки информации, — рассказал Павлов. — Фактически, к представленному узлу в будущем смогут подключаться другие вычислительные устройства — прообраз квантового интернета — и сенсорные системы для “квантового интернета вещей"».
В частности, в этом направлении работает лаборатория «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС», где создаются прототипы квантовых процессоров и микроволновые интерфейсы для их соединения в квантовую сеть.
Узел НИТУ «МИСиС» состоит из двух блоков, соединенных оптоволоконной линией связи, и реализует двухпроходную систему, при которой приемник формирует последовательности лазерных импульсов и отсылает их передатчику. На выходе разработчики получили распределенный генератор случайных чисел.
Отличительная особенность ПАК — гибкость конфигурации. Модульность дает возможность модифицировать оптические схемы, менять электронные компоненты, изучать перспективные протоколы и создавать интерфейсы для интеграции квантовых коммуникаций в другие информационные системы.
«Это важное техническое достижение со многих точек зрения, — объяснил руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» в РКЦ Алексей Федоров. — С помощью квантовых технологий, которые направлены на управление отдельными квантовыми состояниями, такими, как фотоны, можно решать разные задачи. Одна из них — создание системы квантовых коммуникаций или системы квантового распределения ключей для шифрования данных».
По его словам, закрытые промышленные устройства квантовых коммуникаций разрабатываются и другими компаниями, однако для полноценного развития направления требуются образовательные комплексы, открытые площадки, позволяющие быстро внедрять подобные технологии.
«Ученые центра НТИ представили, по сути, портативный блок квантовой сети, который может себе поставить фактически любая исследовательская и научная организация и использовать его для подключения к открытой межвузовской квантовой сети, тестирования алгоритмов, протоколов —в общем, для образовательных целей», — говорит Федоров.
По его словам, технология уже вызывает большой интерес у университетов, которые хотят развивать у себя это направление по примеру НИТу МИСиС и Московского технического университета связи и информатики, между корпусами которых в октябре 2021 г. была официально запущена первая в России межвузовская квантовая сеть с открытым доступом.
В долгосрочной перспективе квантовые сети будут использовать крупные компании, мечтающие о стопроцентной защите своих данных. Это может быть интересно разработчикам решений не только в области квантовых технологий, но и информационной или финансовой безопасности. Они могли бы подключаться к квантовой сети, которая станет своеобразной супербезопасной «песочницей»,и строить свои защищенные сети связи, объясняет Игорь Павлов.
Правда, пока эта система остается довольно дорогой «игрушкой» для крупных компаний, которые могут себе это позволить — обойдется внедрение в десятки миллионов рублей. Однако инновационная система будет способна защищать не только от существующих киберугроз, но и тех, что возникнут в ближайшие несколько лет.
Так, особенно квантовыми сетями сейчас интересуется РЖД, которая стала куратором дорожной карты по развитию квантовых коммуникаций. Компания собирается строить большие сети для промышленной эксплуатации. Договор с ней ученые НИТУ «МИСиС» заключили в январе 2021 г.
«Подобные суперзащищенные системы пригодятся и организациям здравоохранения, и финансовым компаниям, и телеком-операторам — везде, где требуется сохранять информацию втайне и избегать утечек», — поясняет Павлов.
Однако для того, чтобы применять систему в банковской или телеком-сфере, ученым необходимо получить разрешительные документы от ФСБ России. Сейчас разработчики находятся в плотном диалоге с ведомством, система проходит проверку. Игорь Павлов ожидает, что к концу 2021 г. — началу 2022 г. на технологию дадут «добро».