Самарский университет стал участником Межуниверситетской квантовой сети

Межуниверситетская квантовая сеть, объединяющая ведущие российские университеты и научные организации, станет ключевой площадкой для испытаний и совершенствования отечественных технологий квантовой связи. Эти технологии обеспечивают защиту информации на основе физических законов и востребованы государственными структурами, центрами обработки данных, объектами критической инфраструктуры, крупными транспортными и промышленными предприятиями, нуждающимися в безопасных каналах связи.

В Самарском университете установлено и функционирует специализированное оборудование, обеспечивающее телекоммуникации и необходимое для работы в квантовой сети. В ближайшем будущем планируются научные исследования, направленные на изучение практических аспектов применения систем телекоммуникаций, пользующихся системами обеспечения квантовой защиты данных, сообщил доктор физико-математических наук Владимир Павельев, который руководит кафедрой наноинженерии.

Учёный пояснил, что квантовая сеть - это защищённая система связи, где безопасность информации обеспечивается на физическом уровне, используя принципы, применяемые в квантовой физике. Передача данных осуществляется с помощью фотонов, квантов света, а для защиты используется метод, основанный на квантовом распределении ключей. Этот метод основан на том, что измерение состояния фотона возможно только один раз, после чего оно подвержено необратимым изменениям. Таким образом, при попытке несанкционированного доступа происходит мгновенное изменение характеристик квантового ключа, и он становится непригодным для того, чтобы открыть канал связи.

Конструкция канала квантовой связи обычно представляет собой две волоконно-оптические линии: одна для передачи информации, другая для передачи ключа в виде слабого фотонного излучения в котором фотоны находятся в определённом состоянии. По словам физиков, ещё два десятилетия назад эта технология казалась фантастикой, но сегодня это реальность. Однако внедрение квантовых коммуникаций сопряжено с определёнными трудностями, которые необходимо решать при практическом использовании квантовых сетей. Этим и займутся российские учёные в рамках МУКС.

Квантовые сети чувствительны к температурным перепадам, что особенно актуально для регионов с контрастным климатом. Кроме того, передача квантовых сигналов на большие дистанции осложняется потерями мощности и влиянием помех. Для усиления сигнала используются ретрансляторы, однако каждый узел усиления представляет собой потенциальную угрозу для безопасности сети. Задача исследователей – разработать максимально защищённые ретрансляторы, минимизирующие риски взлома.

Оборудование, используемое университетом для подключения к МУКС, произведено в России. Также в университете имеется уникальный учебный стенд по квантовым технологиям, приобретённый в рамках программы "Приоритет-2030".

На этом стенде студенты могут изучать физические принципы защиты информации с помощью квантового распределения ключей, проводить лабораторные работы и эксперименты, отметил Владимир Павельев.

Подготовка бакалавров в области квантовых коммуникаций ведется в университете с сентября 2024 года. В 2025 году планируется открытие новой магистерской программы "Квантовые коммуникации и интегральная фотоника". Кроме того, разрабатывается программа, в соответствии с которой будет осуществляться профессиональная переподготовка в области квантовых коммуникаций для работников сфер промышленности и транспорта, сообщает sovainfo.