В Казани российские физики запустили первый «квантовый телефон»

Система квантовой связи, созданная в университете ИТМО и КАИ

Ученые из КАИ и Университета ИТМО заявляют об успешном запуске первой в России многоузловой квантовой сети в Казани и ее проверке в режиме «квантового телефона», защищенного от любой прослушки, сообщает пресс-служба ИТМО.

«Дальнейшие планы развития казанской сети идут в двух направлениях. Во-первых, это улучшение скорости, дальности и других свойств квантового канала. Во-вторых, стыковка и развитие на его основе самых разных информационных сервисов, начиная с центров обработки данных и заканчивая, например, мобильными мессенджерами», — заявил Артур Глейм, сотрудник Университета ИТМО и Казанского квантового центра.

Феномен квантовой запутанности является основой современных квантовых технологий. Это явление, в частности, играет важную роль в системах защищенной квантовой связи — такие системы полностью исключают возможность незаметной «прослушки» из-за того, что законы квантовой механики запрещают «клонирование» состояния частиц света. В настоящее время системы квантовой связи активно разрабатываются в Европе, в Китае, в США.

Первые сети такого рода начали появляться в России примерно три года назад. Первая квантовая линия связи была запущена в Университете ИТМО в 2014 году, когда ученые связали квантовым каналом два корпуса вуза через действующий подземный оптоволоконный кабель. В июне 2016 года Российский квантовый центр заявил о запуске первой «городской» линии связи между двумя отделениями банка, а в сентябре 2016 года МГУ сообщил о соединении двух точек в городах Подмосковья.

Пилотный сегмент казанской квантовой сети, соединивший два из четырех узлов, был протестирован в августе 2016 года. Сейчас ученые и инженеры проекта полностью наладили коммуникацию между всеми четырьмя точками и разработали новый протокол передачи данных, оптимизированный для городской инфраструктуры.

Сеть реализуется на действующих оптоволоконных линиях связи оператора «Таттелеком». Два узла расположены в главных коммутационных станциях «Таттелекома» на разных берегах реки Казанки, еще два — в зданиях КНИТУ-КАИ. Точки находятся на расстоянии около 10 километров друг от друга, при этом длина оптического кабеля между отдельными узлами в ходе технических испытаний достигала 30-40 километров.

 

© Фото: Университет ИТМОАртур Глейм, один из создателей первой многоузловой квантовой сети в России

Во время запуска между узлами сети производилась передача команд управления и пересылка демонстрационных файлов, а также была протестирована аудиосвязь посредством квантового кодирования, фактически в режиме «квантового телефона». В ходе испытаний скорость генерации просеянных квантовых последовательностей на отдельных участках сети превышала 100 килобит в секунду, что почти на порядок выше значений, достигнутых другими квантовыми сетями России.

«Лаборатория КНИТУ-КАИ уже больше 15 лет занимается квантовой памятью, но нашим разработкам нужно было найти и практическое применение, а коллегам из ИТМО требовалась квантовая память для осуществления коммуникаций на большие расстояния. Уже два года мы плотно сотрудничаем. В дальнейшем мы планируем создать усилитель сигнала, который сохраняет квантовое состояние и передает его по каналу, что позволяет увеличивать дальность связи, и сертифицировать сеть», — добавляет Сергей Моисеев, директор Казанского квантового центра.

Казанская квантовая сеть создается в рамках Национальной технологической инициативы, по направлению SafeNet, ориентированному на развитие новых персональных систем сетевой безопасности и квантовых коммуникаций в России, при поддержке Консорциума в области квантовых технологий.