МОСКВА, 6 февраля. /ТАСС/. Исследователи из России разработали подход, позволяющий использовать легковесные системы машинного обучения для более точного прогнозирования уровня квантовых ошибок, возникающих в процессе работы систем квантового распределения ключей. Это ускорит и сделает более надежной работу систем квантовой связи, сообщила ТАСС пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Новый алгоритм с применением машинного обучения позволяет динамически оптимизировать коррекцию ошибок в системах квантового распределения ключа, повышая устойчивость работы в неидеальных условиях. Разработка ученых - важный шаг к созданию масштабируемых и практичных квантовых сетей", - прокомментировала разработку ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Новая разработка была создана группой специалистов из МИСИС, НИУ ВШЭ и российской компании QRate для решения одной из главных задач стратегического технологического проекта НИТУ МИСИС "Квантовый интернет" - обеспечения максимальной защищенности данных, передаваемых через квантовые сети. В теории, защита этих данных должна безусловно обеспечиваться принципами квантовой механики, однако на практике этом умешают помехи в линиях оптоволокна и огрехи работы приемников фотонов.
"По завершению сеанса связи легитимные пользователи получают "сырые" ключи. Они должны быть одинаковыми, но из-за естественных шумов или вмешательства злоумышленника в них всегда есть ошибки, которые обнаруживаются и исправляются с помощью специальных кодов коррекции. Наш алгоритм в режиме реального времени анализирует телеметрию системы и подбирает наиболее оптимальный режим работы кода", - отметил руководитель лаборатории теории квантовых коммуникаций НИТУ МИСИС Андрей Тайдуганов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняет исследователь, системы коррекции ошибок в процессе своей работы разбивают ключи на небольшие блоки, для каждого из которых вычисляется контрольная сумма и затем передается по открытому каналу связи. Это позволяет найти и исправить несовпадающие биты в переданных ключах, однако чем меньше эти блоки, тем медленнее протекает их верификация и тем уязвимее становится сам процесс.
Российские ученые выяснили, что размеры этих блоков можно очень точным образом подбирать, прогнозируя частоту возникновения ошибок при передаче ключей, если обучить легковесную систему машинного обучения на реальных данных, полученных при наблюдениях за работой квантовых линий связи. Этот подход также позволяет быстро адаптироваться к неожиданным изменениям в характере работы системы квантовой связи, что обеспечивает максимально быструю и надежную передачу ключей шифрования в реальных условиях работы, подытожили исследователи.