29.12.2022
Сотрудники и студенты лаборатории квантовых информационных технологий и кафедры квантовой электроники и фотоники радиофизического факультета ТГУ успешно провели в Томске – впервые за Уралом – первый сеанс квантовой связи. Длина квантового канала составила 4500 м – от Научной библиотеки Томского государственного университета до 11 корпуса на ул. Ф. Лыткина. Квантовые коммуникации служат не только для передачи данных, но и решают одну из главных проблем криптографии – распределение криптографических ключей.
В настоящее время проблема распределения криптографических ключей решается применением ассиметричных алгоритмов шифрования, основанных на использовании односторонних математических функций. Безопасность таких алгоритмов обуславливается сложностью вычисления аргумента по известному значению заданной функции, объясняет сотрудник лаборатории квантовых информационных технологий радиофизического факультета ТГУ Данила Каширский.
«Появление квантового компьютера, способного, например, при помощи алгоритма Шора быстро решать задачи факторизации целых чисел и дискретного логарифмирования, ставит под угрозу безопасность таких криптосистем. Именно поэтому ученые всего мира занимаются разработкой новых методов защиты данных, которым бы не был страшен квантовый компьютер, – говорит радиофизик. – Одним из таких подходов является квантовая криптография, безопасность которой, в отличие от классической криптографии, основана на законах квантовой физики».
Для запуска сеанса квантовой связи необходимо найти участок с цельным оптическим волокном. В черте города сделать это сложно: обычно оно протягивается от здания к зданию с установкой коммутационного оборудования, которое недопустимо в случае квантовых коммуникаций, поясняет ученый. Даже если найти участок оптоволоконной линии без промежуточного оборудования, он практически всегда будет представлять собой несколько кусков оптического волокна, объединенных между собой сварными или разъемными соединениями, что ведет к значительному увеличению оптических потерь в таких линиях.
«На связь в обычных телекоммуникационных сетях это не оказывает серьезного влияния, но в квантовой связи ведет к снижению скоростных характеристик и увеличению ошибок в данных, – отмечает Данила Каширский. – При помощи директора центра информационных сетей ТГУ Владимира Кирюшкина удалось внедрить оборудование в телекоммуникационную сеть ТГУ. В нашем случае потери в линии оказались таковы, что если бы мы имели дело с «идеальной» оптоволоконной линией, то ее протяженность оказалась бы порядка 35 км».
Пилотный запуск квантовой сети от Алисы (Научная библиотека ТГУ) к Бобу (11 корпус на ул. Ф. Лыткина) состоялся на имеющемся в Томском государственном университете оборудовании индустриального партнера – ООО «КуРэйт». В настоящее время сотрудники радиофизического факультета ТГУ ведут разработки своего аналогичного оборудования, его испытание планируется провести в следующем году. Добавление собственного оборудования к уже имеющемуся позволит охватить квантовой сетью четыре корпуса Томского государственного университета.
Для справки: Алиса и Боб – условные обозначения агентов в сфере криптографии, компьютерной безопасности и физики для объяснения работы сетевых протоколов.
УПРАВЛЕНИЕ
ИНФОРМАЦИОННОЙ
ПОЛИТИКИ ТГУ
Нет комментариев