В МГУ протестировали квантовый телефон

Ученые Физического факультета МГУ разработали и протестировали квантовый телефон. В нем передача зашифрованных сигналов происходит по обычным каналам, а ключи шифрования безопасно передаются с помощью защищенной квантовой связи с помощью специального сервера квантового распределения ключей, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию N + 1.

Существуют методы шифрования с абсолютной криптографической стойкостью. Они устроены таким образом, что даже полный перебор ключей шифрования дает набор данных, в которых невозможно найти искомое сообщение. Поэтому основная возможность атаки на такую систему заключается не в атаке непосредственно на шифрование, а на перехвате ключа во время его передачи между клиентами. Именно квантовую связь рассматривают как возможное решение этой проблемы.

Технологии квантовой защиты информации основаны на том, что данные при передаче кодируются в квантовых состояниях фотонов, например, в их поляризации. Любая попытка измерить эти состояния приведет к тому, что они изменятся в соответствии с законами квантовой физики. Поэтому скрытно подсмотреть данные, передаваемые по квантовому каналу нельзя. Собеседники неминуемо обнаружат, что их подслушивают по изменению состояний фотонов. Однако у квантовой связи есть свои недостатки. Квантовые состояния фотонов очень легко разрушаются, и поэтому дальность квантовой связи не превышает 100 километров. Кроме того, скорость обмена данными по таким каналам относительно невелика.

Исследователи из МГУ создали квантовую линию телефонной связи. Центральным компонентом системы является сервер квантового распределения ключей, к которому по оптоволокну подключены клиенты. Во время сеанса связи клиенты синхронизируют ключи по защищенному каналу, а сам зашифрованный трафик могут передавать по любым другим каналам. За счет такой схемы обеспечивается надежная связь, причем, ключи шифрования могут меняться с частотой в несколько десятков раз в минуту, сказал N + 1 руководитель проекта Сергей Кулик, заведующий лаборатории квантовых оптических технологий МГУ.

Во время эксперимента обмен голосовыми данными между собеседниками проходил по 50-километровому оптоволоконному кабелю, а сервер распределения квантовых ключей был соединен с ними 25-километровыми линиями, сообщил N+1 представитель компании «Инфотекс», которая участвовала в проекте. На сервере распределения ключей использовался протокол на геометрически однородных когерентных состояниях. Сам сервер был адаптирован под стандартные телекоммуникационные стойки и занимает 8 стоечных юнитов, а в будущем может быть уменьшен в два раза.

В прошлом году физики из Российского квантового центра запустили первую в России линию квантовой связи в городских условиях длиной более 30 километров. На данный момент лидерами в области квантовой связи можно назвать китайских ученых. Например, в прошлом году они запустили первый спутник квантовой связи, с помощью которого этим летом смогли установить рекорд квантовой запутанности. Спутник обеспечил распределение запутанных фотонов на расстояние свыше 1200 километров. А осенью через этот спутник также осуществили защищенный звонок между Китайской и Австрийской академиями наук.

Григорий Копиев