↑ Квантовый интернет: H.J. Kimble, The Quantum Internet. В России к 2030 году планируют создать общую сеть квантовых компьютеров, на основе которых будет функционировать «квантовый интернет». Представители Госкорпорации «Росатом» сообщили, что главной задачей с 2025 по 2030 годы станет объединение первых квантовых процессоров в общую сеть и создания на ее базе.
Тема недели: квантовый интернет
- Сейчас на главной
- Рекомендации
- Потребность в квантовой памяти
- «Квантовый интернет» планируют создать в России к 2030 году
В России планируют создать квантовый интернет
Квантовый интернет потенциально способен работать на огромной скорости, что может сделать прорыв в области передачи данных. Появление квантового интернета откроет широчайшие перспективы по ускорению производительности устройств. А квантовый интернет позволит обмениваться этой информацией, не преобразуя её в простые нули и единицы, в результате чего неизбежно теряется часть данных. Возможность реализации квантового интернета уже неоднократно была доказана на практике. А квантовый интернет позволит обмениваться этой информацией, не преобразуя её в простые нули и единицы, в результате чего неизбежно теряется часть данных. На ее основе планируется создание «квантового интернета».
Квантовый интернет и сигналы из космоса: главные техноновости прошедшей недели!
В России к 2030 году планируют создать общую сеть квантовых компьютеров, на основе которых будет функционировать «квантовый интернет». Любопытно, что все последствия квантового Интернета можно проследить до эксперимента, настолько простого, что вы можете провести его в своей гостиной. Надежные источники одиночных фотонов считаются одним из важнейших компонентов квантовых вычислительных устройств и систем квантовой защищенной связи.
ТАКЖЕ ПО ТЕМЕ
- В России планируют создать квантовый интернет
- Только благодаря счастливой случайности Земля не столкнулась с астероидом – убийцей
- Квантовая защита: как работает сеть связи, которую невозможно прослушать
- Физик РАН рассказал об интернете будущего
- Квантовая футурология
В России планируют создать квантовый интернет
Квантовые технологии в будущем получат широкое применение, и поможет в этом интернет, заявил в интервью РИА Новости физик Алексей Федоров. Сеть национальных лабораторий в США работает над созданием квантового интернета, который позволил бы не только обмениваться данными по абсолютно безопасному каналу, но. Главной задачей в период с 2025 по 2030 годы станет объединение первых квантовых процессоров в общую сеть и создание на ее базе квантового Интернета. Однако и квантовые компьютеры, и квантовый интернет основаны на одном и том же фундаментальном компоненте: кубите. С использованием свойств квантовой физики, квантовый Интернет обещает революцию в области вычислений и связи. Показанный узел станет основой для создания демонстрационных квантовых компьютеров и прототипирования устройств квантового интернета.
Ученые впервые организовали онлайн-доступ к отечественному квантовому компьютеру
Министерство энергетики США в ходе пресс-конференции, прошедшей 23 июля, сообщило о разработке «практически невзламываемого квантового интернета». Министерство энергетики США в ходе пресс-конференции, прошедшей 23 июля, сообщило о разработке «практически невзламываемого квантового интернета». Основное отличие квантового Интернета от обычного в том, что он лучше защищен от взлома данных. Концепция «квантового интернета» также обсуждается как идея для следующих Дорожных карт по квантовым вычислениям с горизонтом 2030 года.
VK будет развивать квантовые вычисления на своей облачной платформе
Для начала, квантовый интернет не является заменой обычного интернета, который у нас сейчас есть. Скорее это дополнение к нему. Он мог бы позаботиться о некоторых проблемах, которые мешают нынешнему интернету. Например, квантовый интернет обеспечит большую защиту от хакеров и киберпреступников.
Прямо сейчас, если Алиса в Нью-Йорке отправляет сообщение Бобу в Калифорнии через Интернет, это сообщение проходит более или менее по прямой линии от одного побережья к другому. Попутно сигналы, которые передают сообщение, ухудшаются; повторители читают сигналы, усиливают и исправляют ошибки. Но этот процесс позволяет хакерам «взломать» и перехватить сообщение.
У квантовых сообщений нет этой проблемы. Квантовые сети используют частицы легких фотонов для отправки сообщений, которые не подвержены кибератакам. По словам Рэя Ньюэлла, исследователя из Национальной лаборатории Лос-Аламоса, вместо того, чтобы шифровать сообщение с использованием математической сложности, мы будем полагаться на особые правила квантовой физики.
Объединение реализуется по-разному для разных платформ. Поэтому возникла идея объединять вычислительные модули фотонным интерконнектором — тогда вычислительная мощность вырастет без увеличения количества элементов в одном модуле. Нейтральные атомы в невозбужденном состоянии хранят информацию, а в возбужденном — передают ее. В системе из нескольких модулей некоторые из них могли бы хранить промежуточную информацию, необходимую для вычислений, и передавать ее потом в другой модуль. Необходимо, однако, не только распределять квантовый ключ метод передачи ключа шифрования для гарантированной защиты информации , но и передавать информацию, защищая ее с помощью квантовых технологий. Еще одно направление исследований — объединение квантовых сенсоров в сети, дабы достичь большей точности за счет распределенного механизма измерения времени, например, стандарта частоты. Каждая из этих областей нуждается в квантовом Интернете — соединении квантовых устройств квантовыми коммуникационными каналами, поэтому следующий качественный скачок из существующего состояния — это именно квантовый Интернет. Ликвидация отставания и объединение ответственных Нынешний этап развития квантовой темы с участием Росатома начался три года назад, когда Росатом защитил дорожную карту по квантовым технологиям.
Затем ее разделили на три: квантовые вычисления, квантовые коммуникации и квантовые сенсоры. В Росатоме сегодня развиваются четыре направления, признанных в мире наиболее перспективными: кванты на сверхпроводниках, на холодных атомах, на ионах и на фотонах. РЖД уже запустили первые квантовые сети и пилотные проекты. Главные задачи всех дорожных карт — сокращение отставания России в развитии квантовых технологий и поиск тех направлений, в которых она могла бы выйти в мировые лидеры, — решены. Как отметила директор по цифровизации Росатома Екатерина Солнцева, еще три года назад отставание России от других стран составляло приблизительно семь-десять лет, и не было направлений, где страна была бы в лидерах. Сейчас таких направлений как минимум два. Первое — квантовые алгоритмы. Как заявила Е.
Солнцева, наши ученые впервые в мире разработали квантовый алгоритм для решения практической задачи в атомной отрасли. Второе направление — разработка прототипов квантовых процессоров на базе ионов. Ученые из Физического института Академии наук разработали процессор на кукварте — кудите с четырьмя энергетическими уровнями. Юнусов отметил, что сегодня усилия по дорожным картам стоит снова объединить. Его поддержала управляющий директор по национальным проектам госкорпорации «Ростех» Анна Шарипова: «Мы намерены на этом этапе двигаться вместе, не растаскивать научные мысли по разным углам, а создавать единый стрим квантовых технологий». Росатом и Ростех обсуждают с Минцифры и Минпромторгом возможности объединения усилий для создания квантовых сенсоров; стороны договариваются об организационной форме сотрудничества. Ростех готов предоставить для работы оптическое, фотоэлектронное и оптоэлектронное оборудование, а также технологии своих предприятий для создания квантовых сенсоров. Размежевание, по словам А.
Шариповой, если и произойдет, то позднее, когда появятся различные продукты и рыночные ниши. Области применения квантов: телеком и недропользование Потенциальные сферы применения квантовых технологий разнообразны. Это медицина, спутникостроение, лидары, защищенные сети, криптография, новые материалы и прочее. У квантовых технологий — даже в самых разработанных сферах — как минимум две проблемы: они более дороги и громоздки, чем традиционные. При этом, как считает Б. Глазков, квантовые алгоритмы — это не революционная, а улучшающая технология. Способов снижения Б. Глазков видит два.
В направлении «Цифровые продукты» разрабатывает и выводит на рынок цифровые продукты для промышленных предприятий: 15 цифровых продуктов выпущено на рынок в 2018-2021 годах; шесть запланированы к выводу на рынок в 2022 году. В направлении «Внутренняя цифровизация» обеспечивает цифровизацию процессов сооружения АЭС, цифровое импортозамещение и создание Единой цифровой платформы атомной отрасли. Также в рамках ЕЦС Росатом ведет работу по развитию сквозных цифровых технологий, в числе которых технологии работы с данными, интернет вещей, производственные технологии, виртуальная и дополненная реальность, нейротехнологии и искусственный интеллект, технологии беспроводной связи, робототехника и сенсорика и др.
Данный метод позволил значительно сократить количество используемых каналов связи. Любопытно, что пользователей может соединять всего один канал, но каждый из них при этом может передать информацию каждому. Метод, предложенный учеными, основан на простой двучастичной запутанности между частотными модами сигнала. Такой подход позволяет квадратично сократить количество используемых каналов связи, что очень важно для масштабируемости квантовой коммуникации.
Более того, в то время как пользователей соединяет всего один канал, каждый может передать секретную информацию каждому, то есть топология логической связи, несмотря на простую физическую имплементацию, — это полный граф [2]. Япония начала работу над созданием глобальной квантовой криптосети Япония начала работу над глобальным сервисом квантового распределения ключей. В рамках проекта до 2024 года планируется построить сеть, включающую более 100 квантовых криптографических устройств и 10000 пользователей по всему миру. Об этом стало известно 29 июля 2020 года. Также будут разработаны четыре технологии: Технология квантовой связи Quantum Communications Link Technology , реализующая высокоскоростное, магистральное, высокодоступное соединение в квантовых криптографических сетях связи ; Технология доверенных узлов Trusted Node Technology , обеспечивающая надежность и защиту от взлома систем управления криптографическими ключами, а также повышающая конфиденциальность, целостность и доступность квантовых криптографических коммуникаций; Технология квантового реле Quantum Relay Technology , расширяющая расстояния и защищающая реле криптографических ключей на земле; Технология построения и эксплуатации глобальных сетей, управляющая и контролирующая глобальные и крупномасштабные квантовые криптографические сети связи. Квантовое шифрование видит ключи зашифрованными в квантовом состоянии частицы, зачастую запутанного фотона. Поскольку в квантовой механике измерение квантового состояния приводит к его изменению, можно узнать, пытался ли кто-то увидеть квантовый ключ. Это позволит выявлять скомпрометированные ключи и принимать соответствующие меры.
В то время как основы квантового шифрования хорошо понятны, и даже были проведены демонстрации квантового распределения ключей между Землей и космосом, совместное использование и распределение ключей по-прежнему является редкостью. Над глобальным сервисом квантового распределения ключей работают компании Toshiba и NEC , а также несколько японских университетов. Источник напомнил, что 23 июля 2020 года в Чикагском университете был представлен проект квантового интернета. Согласно плану, примeрно чeрeз год ученыe должны создать квантовый канал связи между лабораторией Чикагского унивeрситeта и Национальной лабораторией имeни Фeрми в Батавии Чикаго , США. Квантовое распределение ключей — метод передачи ключа, предполагающий использование квантовых явлений для обеспечения безопасной связи. Этот метод позволяет двум сторонам, соединенным по открытому каналу связи, создавать известный только им общий случайный ключ и использовать его для шифрования и расшифрования сообщений [3]. Старт разработки квантового интернета в США В конце июля 2020 года Министерство энергетики США представило стратегию разработки национального квантового интернета , который невозможно будет взломать.
ТАКЖЕ ПО ТЕМЕ
- 19.04.2024. - Квантовый интернет все ближе
- В России планируют создать квантовый интернет
- Рекомендации
- ТАКЖЕ ПО ТЕМЕ
- VK / Российский квантовый центр и VK будут развивать квантовые вычисления в облаке
- Ожидаемые результаты
Квантовый интернет и сигналы из космоса: главные техноновости прошедшей недели!
Показать больше.
Инженеры применили томографию квантового состояния и метод состояния «приманки» для расчета точности телепортации. Хотя в лабораторных условиях достигалась телепортация и на большее расстояние, отмечают авторы исследования, это первая демонстрация высокоскоростной телепортации за пределами лаборатории. Демонстрация высокоскоростной квантовой телепортации за пределами лаборатории связана с целым рядом проблем. Этот эксперимент показывает, как эти проблемы можно преодолеть, и, следовательно, он устанавливает важную веху на пути к будущему квантового интернета.
Цян Чжоу , профессор Университета электронных наук и технологий Китая, один из руководителей исследования Читать далее:.
Что такое квантовый компьютер? Квантовый компьютер вычисляет и отправляет информацию с помощью кубитов, то есть квантовых битов. Это аналоги нулей или единиц в обычных компьютерах, только они реализованы с помощью квантовых частиц скажем, фотонов, ионов, ядер атомов , находящихся в суперпозиции. Они могут показать либо ноль, либо единицу, но до момента их измерения состояние этих частиц описывается волновой функцией, показывающей вероятность измерения того или иного значения. Чаще всего используется система минимум из двух кубитов.
В таком случае итоговых измерения становится четыре: 00, 01, 10 и 11. Измерение каждого из значений сопровождается своей вероятностью. Как и современные обычные ЭВМ с битами. Но поскольку до момента измерения вся связанная система находится в суперпозиции всех состояний одновременно, она может работать в миллионы, а то и в триллионы раз быстрее классической. Во время измерения волновая функция просто коллапсирует до нужного состояния, как до единственно верного. Сложности вычислений путем перебора для квантового компьютера с достаточным количеством кубитов просто не существует.
Поэтому любая защита данных, реализованная с помощью обычных компьютеров, перестанет работать Пароль любой длины и любой сложности будет подобран за микросекунду — как только появится квантовый компьютер с достаточным количеством кубитов, чтобы выдать строку нужной длины.. Если в руках у злоумышленника появится такой инструмент, он сможет получить даже доступ ко всем ядерным объектам и электростанциям. Получается, безопасная передача важной информации в Сети может быть реализована только за счет тех же кубитов. Поскольку они находятся в суперпозиции до момента их измерения, как только злоумышленник попытается получить данные — всем будет ясно, что что-то не так. Можно настроить систему так, чтобы она не принимала заранее измеренные данные, помечая их как украденные. И только когда ей придет полноценный квантовый фрагмент информации — будет ясно, что эти данные идут от источника, и никто другой их не трогал.
Обхитрить квантовую передачу данных не получится даже у злоумышленника с квантовым компьютером. А поскольку таких компьютеров в мире уже десятки , и у последних из них уже больше тысячи кубитов , вопросы квантовой защиты информации становятся всё более острыми. Что такое квантовый интернет? Пока что квантовый интернет выглядит так Квантовый интернет — это сеть квантовых компьютеров или, точнее, квантовых дата-центров , которые будут вычислять, получать, а главное — пересылать данные, закодированные в виде квантовых состояний. Он не заменит наш текущий интернет, но станет его дополнением, позволяя быть уверенными в сохранности самой важной информации. Главная задача такого интернета — квантовая криптография.
Но будут также и другие бонусы: более высокая скорость передачи данных, возможность вести квантовые вычисления в облаке и способность разных групп ученых по всему миру проводить сложные научные работы, от поиска параметров черных дыр до нахождения новых частиц и комбинаций молекул. Их данные могут телепортироваться без необходимости сначала быть обработанными и измеренными. Хотя свойства и возможности квантового интернета еще не до конца известны, многие его составляющие уже были обоснованы теоретически, а некоторые, такие как квантовое распределение ключей, уже даже созданы на практике. Пока неясно, когда удастся развернуть полномасштабный глобальный квантовый интернет, но исследователи считают, что государственные квантовые сети для обмена самой важной информацией будут реализованы в США уже в ближайшие 10-15 лет. Над этим работают несколько организаций, в основном базирующихся в Чикаго. Этот город а также китайский Хэфэй обещает стать ключевым при разработке сетей нового поколения.
Можно ожидать, что в будущем мы станем слышать о нём все чаще. Тем не менее вряд ли даже в отдаленном будущем у обычных пользователей появятся персональные квантовые компьютеры. На ПКК нет смысла сидеть в интернете или играть в игры. Вместо этого они будут размещены в университетах, крупных компаниях и дата-центрах, где к ним можно будет получить доступ через облачный сервис, и использоваться отчасти также, как сейчас суперкомпьютеры Google: для проведения передовых исследований, развития науки, хранения и обмена важными данными. Квантовые компьютеры лучше всего подходят под исследования явлений из реального мира — сложных систем со многими составляющими. Взаимодействие атомов и молекул, поведение фотонов, кварков и глюонов.
А квантовый интернет позволит обмениваться этой информацией, не преобразуя её в простые нули и единицы, в результате чего неизбежно теряется часть данных. Как работает квантовый интернет? Ключевое понятие квантовой физики — «запутанность». Если две частицы запутаны связаны, спутаны, entangled друг с другом, то независимо от того, как далеко они находятся одна от другой, они будут иметь схожие характеристики — например, одинаковый «спин», то есть направление вращения частиц. Причины появления «запутанности» частиц называются разные, но проще всего посчитать, что поведение этих частиц, связанных друг с другом, описывается одной и той же волновой функцией. Просто до их измерения мы не знаем, какой.
Состояние запутанных частиц неизвестно до момента их наблюдения. Известно только, что оно одинаковое. Когда находят параметры одной из частиц, становятся известны и характеристики второй частицы. Этот простой физический факт позволит интернету будущего стать безопасным даже от взлома квантовыми компьютерами. Hidden text Передача квантовых данных о частицах всё еще осуществляется по сетям, всё еще со скоростью света по классическому каналу связи. Но называется « квантовой телепортацией » — потому что так условились ученые еще с 1993 года.
В скором времени, в связи с развитием интернета нового поколения, в онлайн-изданиях станет появляться всё больше новостей о телепортации. Но стоит помнить, что это просто передача квантового состояния частицы через обычную сеть что, правда, тоже сделать очень непросто — ведь это состояние частиц нужно сначала превратить в нули и единицы, а потом «собрать» назад, ничего не потеряв и не изменив. Обычные компьютеры передают информацию с помощью битов, и к получателю по очереди приходит либо 0, либо 1, из которых тот выстраивает нужную информацию. Кубиты вместо этого телепортируют данные через свои квантовые состояния. Спин, угловой момент вращения элементарных частиц, — самый простой вариант из таких состояний. Но даже в нём можно закодировать немало данных.
Поэтому эффективность таких устройств не превышала одного процента, а максимальное время хранения информации не превышало 50 наносекнд. Состояние иона эрбия стабилизировалось кристаллической решеткой материала ионной ловушки Y2SiO5, в которую эрбий вводился в качестве допирующего элемента. Для увеличения времени жизни уровней сверхтонкого расщепления во время работы ученым пришлось использовать температуру не больше 3 кельвинов и магнитные поля до 7 тесла. Это позволило увеличить время жизни спинового состояния за счет подавления взаимодействий с другими электронами и с кристаллической решеткой материала ионной ловушки. Таким образом, ученым удалось показать, что предложенный механизм с использованием ионов эрбия может быть использован для создания сетей из нескольких квантовых элементов памяти. Стоит отметить, однако, что сейчас работа таких устройств будет требовать очень низких температур и очень больших магнитных полей, что может заметно осложнить переход к их реальному использованию. Недавно, используя элементы квантовой памяти на основе ионов рубидия, ученым удалось реализовать протокол прямой защищенной связи.
Квантовые компьютеры и квантовый интернет изменят нашу жизнь!
| Сверхбезопасный квантовый Интернет уже близко | Ледингем добавил, что этот прорыв может стать началом новой эры в квантовых технологиях, поскольку он предоставляет основу для будущего квантового интернета. |
| Квантовый интернет «на районе». Что известно о новом способе создания сетей - Hi-Tech | Однако и квантовые компьютеры, и квантовый интернет основаны на одном и том же фундаментальном компоненте: кубите. |
| «Квантовый интернет» планируют создать в России к 2030 году - Новости Кирова и Кировской области | Учёные из США, похоже, совершили прорыв в квантовом интернете будущего. |
| Стратегический проект «Квантовый интернет» | Им удалось впервые сохранить и извлечь данные с квантовых компьютеров, что станет основой для передачи квантовой информации на большие расстояния. |
| «Квантовый интернет» планируют создать в России к 2030 году | Концепция квантового интернета, предполагающая реализацию наиболее передовых информационных технологий, в настоящее время находится на уровне отработки прототипов. |
Сверхбезопасный квантовый Интернет уже близко
Когда квантовые компьютеры станут широко распространенными, им потребуется надежный квантовый интернет. Однако классические ретрансляторы нельзя использовать с квантовой информацией, поскольку любая попытка прочитать и скопировать информацию приведет к ее уничтожению. Но самое главное: создатели машины также подключили её к интернету. То есть столь мощный квантовый компьютер впервые стал доступен для общественности. Квантовый телефон, квантовый шифровальщик и квантовый же генератор случайных чисел — будущее, которое уже используется и даже продается.