В настоящий момент Россия вышла не третье, – после Китая и США, – место в мире по развитию квантовых сетей, общая протяжённость которых в нашей стране достигла почти 8 тысяч километров. Можно сказать, что квантовая сеть – это стратегический актив, «цифровая крепость», защищающая от сторонних посягательств данные государственного и оборонного значения, делающая неосуществимыми кибератаки на информационные базы, банки и объекты критической инфраструктуры. Но прежде, чем об этом говорить, придётся затронуть вопрос, что такое «квантовые сети» вообще.
...В принципе, «квантовыми» называются усовершенствованные оптоволоконные сети, что позволяет при их создании в значительной мере использовать уже готовую инфраструктуру. Сам по себе способ передачи данные в сети традиционен. Отличие заключается в применении квантовой криптографии. Информация шифруется, ключи же к шифру непрерывно генерируются и передаются параллельно. Что в сумме создаёт не поддающуюся взлому систему. Потому что генерация ключей основана на эффекте квантовой запутанности.
Физическая суть квантовой запутанности рассматривалась в одной из предыдущих публикаций, так что, желающие подвергнуть свой разум суровым испытаниям могут пройти по ссылке. Техника, позволяющая использовать квантовое безумие в мирных целях, – собственно, квантовая криптография, – ничуть не проще, а к тому же существуют разные её варианты. Если же объяснить работу линии, пусть и по большому счёту неправильно, зато просто, – «ключом» к шифру становится случайная последовательность нулей и единиц, генерируемая отправителем путём измерения состояния одного из каждой пары квантов, излучаемых возбуждёнными атомами. Второй квант из пары отправляется получателю. В ключе каждую из единиц и нулей кодирует всего один квант. Это значит, что, в случае перехвата, получатель его уже не получит, что немедленно будет замечено. Да и сам по себе фотон бесполезен без «собрата», оставшегося у отправителя.
...Проблема, однако, в том, что запутанные фотоны не могут передаваться по оптоволокну на значительные расстояния. А без риска «порчи» и вообще ни на какие. В среде, в том числе и в оптически прозрачной, фотон движется со скоростью меньшей скорости света, – ибо последовательными переизлучениями. При переизлучениях же гарантии сохранения прежней поляризации нет.
Как следствие, передача ключей происходит параллельно, по состоящей из коротких сегментов линии «квантовых повторителей». Функцию этих устройств, – кстати, производящихся в России и по отечественному проекту, – можно понять по названию. Поглощая фотон, повторитель его состояние запоминает и воспроизводит, обеспечивая передачу запутанности на любые дистанции.