▪ Обзор достижений квантовых вычислений в 2024 году

Авторы статьи: Софья Манько и Алексей Моисеевский, исследователи ЦНИПР.

Наступил 2025 год, объявленный ООН международным годом квантовой науки и технологий, а значит, пришло время подводить итоги прошедшего года.

Несмотря на то, что в 2024 году мы не увидели новых рекордов по количеству кубитов, можно с уверенностью сказать, что все больше игроков начинают активно двигаться в сторону коррекции ошибок и переходу к логическим (гораздо менее шумным) кубитам, открывающим путь к отказоустойчивому квантовому вычислителю.

В связи с таким динамичным развитием квантовых вычислений все больше внимания также уделяется и информационной безопасности в эпоху квантовых компьютеров, начинают внедряться алгоритмы постквантовой криптографии, разрастаются сети квантовых коммуникаций, продолжаются активные исследования и процесс стандартизации в обеих этих областях, способных защитить нас от квантовой угрозы, которая, по различным оценкам, станет реальностью уже через 10-15 лет, что очень маленький срок для защиты данных.

Читать статью

🌐Дайджест новостей из квантового мира

Подборка актуальных событий в области квантовых технологий:

🔹Как чип Majorana 1 от Microsoft приближает будущее квантовых вычислений. Чип использует топологические кубиты для решения задач быстрее и стабильнее классических компьютеров.

🔹Quantum Industries получила финансирование для разработки решений в области защиты критической инфраструктуры с использованием квантовых технологий. Средства направят на развитие технологии «невзламываемого» шифрования и интеграцию в общеевропейскую программу EuroQCI.

🔹Компания PsiQuantum создала масштабируемую платформу для фотонных квантовых вычислений. Новая платформа включает волноводы из нитрида кремния, высокоэффективные детекторы и межсоединения.

#QCnews

▪ Во второй части статьи Софья Манько и Алексей Моисеевский, исследователи ЦНИПР, анализируют текущее состояние квантовых вычислений, угрозы для криптографических систем и пути противодействия.

Основной вызов связан с алгоритмом Шора, который способен взломать традиционные криптографические алгоритмы, такие как RSA и ECDSA. В ответ мировое сообщество переходит к постквантовой криптографии. В статье рассматриваются два ключевых направления защиты: использование симметричного шифрования с КРК и внедрение постквантовой криптографии, включая новые стандарты NIST.

🔘 Также уделено внимание тенденциям в индустрии: интерес бизнеса к квантовым вычислениям растет, а российские компании уже инвестируют в разработку неклассических вычислительных архитектур. Как изменится рынок к 2030 году, какие вызовы ждут индустрию и возможен ли гибридный подход к безопасности — читайте в статье.

⚪️ Криптографические протоколы

Андрей Жиляев, старший исследователь ЦНИПР, провел лекцию, в которой объяснил различия между криптографическими алгоритмами и протоколами. Также эксперт рассмотрел стандартизированные протоколы в России, такие как IPsec, TLS, IPlir и CRISP.

▪️ Кроме того, исследователь рассказал о структуре криптографических сообщений и об использовании криптонабора для защиты от повторных атак.

Смотреть лекцию на RuTube/Вконтакте

▪ Олег Иванов, ведущий менеджер продуктов, в своем выступлении на ИнфоТеКС ТехноФест в Екатеринбурге рассказал о развитии квантовых коммуникаций в России и мире и ключевых принципах квантовой криптографии.

Олег представил квантовые продукты компании, объяснив их роль в создании защищенных квантовых сетей. С ViPNet РУКС, ViPNet QKDSim и ViPNet L2Q-10G участники познакомились на стенде компании.

Олег также рассказал о реализованных проектах, таких как университетская квантовая сеть МГУ, магистральная сеть РЖД Москва-Сочи и межуниверситетская сеть.

🌐 Квантовая сеть ТУСУРа соединила корпуса вуза и офис ИнфоТеКС

Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) провел оптоволокно между своими корпусами и офисом ИнфоТеКС, установил узлы квантовой сети и оборудование для передачи квантовых ключей. В ближайшее время будет запущен первый сегмент межвузовской квантовой сети Большого университета Томска.

Основная цель технологии передачи квантовых ключей – защита данных. По оптоволокну будут передаваться квантовые ключи, по отдельным линиям связи – трафик, защищаемый с их помощью. До конца 2025 года планируется создать ядро квантовой сети и обеспечить возможность подключения и вхождения других участников и университетов.

▪ ИнфоТеКС участвует в создании защищенной инфраструктуры, которая обеспечит безопасный документооборот и подготовку кадров в области информационной и кибербезопасности.

Читать новость

🌐Дайджест новостей из квантового мира

Интересные события в квантовом мире на этой неделе:

🔹Вычислительная машина D-Wave достигла квантового превосходства. Advantage 2 показал эффективность в решении задачи, на которую у суперкомпьютера Frontier ушли бы миллионы лет.

🔹ИИ помог физикам найти самый простой способ достижения квантовой запутанности. Новый метод упрощает разработку квантовых технологий и приближает человечество к доступным и эффективным квантовым вычислениям и коммуникациям.

🔹Эксперимент при абсолютном нуле впервые показал, как квантовые системы переключаются между фазами. Двухфотонное возбуждение позволило точно контролировать переходы между квантовыми состояниями.

#QCnews

🔘 Развитие квантовых коммуникаций и электронной отрасли в рамках «Приоритет-2030»

В команде с индустриальными партнёрами, включая компанию «ИнфоТеКС» в лице Алексея Уривского, заместителя генерального директора, при поддержке губернатора Владимира Мазура была представлена обновлённая стратегия развития ТУСУРа.

▪️ ИнфоТеКС участвует в развитии электронной отрасли: в Томске создан инжиниринговый центр для работ в области квантовых коммуникаций и запущен квантовый полигон БУТ.

Программа «Приоритет-2030» помогла запустить трансформацию ТУСУРа, включиться в масштабные проекты и синхронизировать стратегию вуза с промышленными партнёрами.

18 марта в Казанском федеральном университете прошел «День технологий», организованный при поддержке Softline. Олег Иванов, ведущий менеджер продуктов, выступил с докладом «ViPNet QCS: от обучения до построения магистральных квантовых сетей».

▪️ Олег рассказал о государственной стратегии развития квантовых коммуникаций в России и мировых тенденциях, о квантовых продуктах производства группы компании «ИнфоТеКС» для подготовки специалистов и внедрения квантовых технологий в образовательные учреждения, о принципах КРК и его роли в защите данных, а также о реализованных проектах, включая магистральную квантовую сеть РЖД и университетские квантовые сети.

▪️ Секция «Квантовые коммуникации и квантовая криптография»:

Антон Науменко, руководитель направления СФБ Лаб, выступил в качестве ведущего на секции, а также представил доклад о подходах к снижению эксплуатационных издержек при использовании систем квантового распределения ключей с доверенными промежуточными узлами

Роман Лохматов, ведущий специалист СФБ Лаб, рассказал об особенностях проведения инженерного анализа безопасности квантово-криптографических систем выработки и распределения ключа.

Клим Бондарь, программист отдела сервисных решений СФБ Лаб, продемонстрировал подход к оценке эффективности атаки троянского коня путём определения величины отражений внутри оптических установок систем КРК в широком спектральном диапазоне.

▪️ Секция «Криптография и криптоанализ»:

Андрей Щербаченко, специалист СФБ Лаб, рассказал о применении квантово-вычислительных методов в некоторых атаках на алгоритм «Магма».

Алексей Моисеевский, исследователь ЦНИПР, выступил с докладом и рассмотрел вариационные квантовые алгоритмы как перспективный метод универсального криптоанализа.

Антон Науменко, рассказал об особенностях квантовых генераторов случайных чисел.

Михаил Бородин, старший исследователь ЦНИПР, представил доклад о способах интеграции квантовых ключей в протоколы IPsec, TLS 1.3 и IPlir.

Дмитрий Смирнов, программист отдела криптографии, рассмотрел методы защиты от атак по побочным каналам аппаратной реализации схем постквантовой подписи, построенных на основе протокола идентификации Штерна.

Виталий Кирюхин, главный специалист СФБ Лаб, рассказал о подходе к оценке нагрузки на ключ для протоколов CRISP и IPlir.

🌐Дайджест новостей из квантового мира

Какие научные открытия в области квантовых технологий произошли на этой неделе?

🔹«Росатом» запустил первый в России акселератор по квантовым технологиям. Акселератор направлен на поиск и отбор перспективных бизнес-инициатив для практического применения квантовых инноваций.

🔹 Создана первая операционная система для квантовых сетей QNodeOS. Система позволяет запускать приложения на любом оборудовании без адаптации под физическую реализацию процессоров.

🔹 Физики создали кристалл, нарушающий привычные представления о времени. Временные кристаллы могут стать основой для высокоточных квантовых сенсоров.