Система может использоваться в силовых и государственных структурах, крупных промышленных предприятиях, компаниях финансового, телекоммуникационного и технологического комплекса. Ее разработкой занимается дочерняя компания ООО "СМАРТС-Кванттелеком" и Университет ИТМО.
"Поисковые и прикладные научно-исследовательские работы по созданию и развитию систем квантовой криптографии ведутся нашим коллективом с 2009 года. Разработки на базе Университета ИТМО начались достаточно давно, даже было сформировано малое научное предприятие и оформлен патент. В 2014 году у компании начался новый этап развития: появился индустриальный партнер — компания "СМАРТС" и было организовано совместное предприятие "СМАРТС-Кванттелеком", — рассказали об истории проекта в компании.
За рубежом этим направлением активно занимаются в Китае, США и ЕС, в том числе такие технологические "монстры" как Toshiba, Huawei, QinetiQ, Google, IBM и Alibaba. Интерес к квантовым технологиям передачи данных связан с бурным развитием вычислительной техники, которая дает все больше возможностей для взлома ключей, основанных на математических алгоритмах. Так, квантовому компьютеру нужно всего несколько часов для подбора самого сложного ключа шифрования.
"Еще в 2007 году в Швейцарии были проведены выборы с использованием системы квантовой криптографии местной компании ID Quantique. В Китае построено более 2000 км квантовых сетей между крупными городами, развиваются локальные сети, запущены спутники-ретрансляторы квантовых ключей, с помощью которых возможен обмен защищенными с помощью квантовой криптографии данными на тысячи км", — приводят в СМАРТСе примеры успешного применения технологии.
По словам разработчиков, их технология обеспечивает защиту от хакерских атак, утечек данных и перехвата информации. Перехват либо подмена ключей шифрования в процессе передачи по квантовому принципу невозможна, так как это противоречит законам квантовой физики. Это позволяет обеспечить беспрецедентный уровень безопасности.
Технология основана на свойствах частиц света — фотонов, выступающих носителями информации для генерации ключей шифрования между доверенными узлами. При несанкционированной попытке перехватить фотоны или скопировать их состояние они разрушаются и не участвуют в последовательности для генерации ключей шифрования. Система мониторинга безопасности линий считывает эти изменения и оповещает о попытке несанкционированного доступа.
Легальному же адресату данных отправитель пересылает последовательность фотонов для формирования ключа безопасности. В качестве источника обмена ключевой последовательностью разработчик использует системы квантового распределения ключей шифрования на боковых частотах по волоконно-оптическим линиям связи.
При этом в структуру начальной версии устройств "СМАРТС" входило множество импортных комплектующих. Но еще до ввода западных санкций компания "подстраховалась" и занялась совместно с Университетом ИТМО формированием технологии на отечественной оптической и электронной компонентной базе.
Сейчас разработчики производят российские фазовые и амплитудные модуляторы, а также участвуют в создании отечественного приемника одиночных фотонов. "Мы столкнулись и с пандемией COVID-19 в самый разгар разработки опытного образца, и с санкциями на поставку импортных комплектующих, однако мы успешно преодолели все трудности и готовы двигаться дальше", — заявляют авторы проекта.
Интерес к разработке, в основе которой лежит устройство квантовой коммуникации на боковых частотах модулированного излучения и новаторский метод генерации квантовых сигналов, проявляют специалисты из разных стран. Но, как отмечают в СМАРТСе, эта информация в любой стране мира входит в зону стратегических интересов, охраняемых государством и поэтому "трансфер технологий" в этой сфере ограничен, особенно в период обострения геополитического конфликта.
"Система хорошо содержит в себе все необходимые механизмы компенсации поляризационных искажений сигнала в волоконно-оптической линии связи, подходит для встраивания в текущие сети. Передача информации для генерации ключей шифрования может осуществляться не только в выделенном "темном" волокне, но и совместно с передачей самих зашифрованных данными по одному волокну. Сейчас мы активно ведем работы по исследованию такой возможности", — поясняют в СМАРТСе конкурентные преимущества своих разработок.
Одна из проблем, которые приходится решать при реализации проекта, — ограниченное расстояние передачи квантового ключа (до 100 км). Она решается организацией доверенных узлов в квантовых сетях.
Пока разработки обкатываются на пилотных участках сетей. Так, в 2021 году СМАРТС построил региональную квантовую сеть в границах агломерации Самарской области — она связала три центра обработки данных, созданных в Самаре, Тольятти и Сызрани.
Проект был поддержан Российским фондом развития информационных технологий (РФРИТ), выделившим грант в рамках реализации Федерального проекта "Цифровые технологии". Общая стоимость проекта составила 174 млн рублей, а сумма грантов — 82,2 млн рублей.
В "Российском фонде развития информационных технологий" отметили, что это проект позволил впервые на региональном уровне использовать технологии в сфере информационной безопасности, основанные на квантовых принципах.
Сейчас разработки ООО "СМАРТС-Кванттелеком" уже протестированы в крупных российских предприятиях, среди которых "Сбербанк", "Ростелеком" и "РЖД".
С Российскими железными дорогами компания реализует масштабный проект по созданию квантовой сети на 7 тыс. км. В том числе построен пилотный участок Москва — Санкт-Петербург. В планах продлить магистральную сеть до Нижнего Новгорода и дальше в другие крупные города.
Сейчас одной из важных задач, вставших перед СМАРТСом, является создание недорогих абонентских устройств. Пока они достаточно дорогие, что ограничивает массовое внедрение технологии. Но в компании заверяют, что активно продвигаются в этом направлении.
Отвечая на вопрос о том, что необходимо для полного перехода на квантовые сети, в СМАРТСе пояснили, что достаточно выделить один из каналов в традиционных сетях под передачу ключей: "Квантовые коммуникации — это генерация ключей шифрования по выделенному каналу на основании квантового принципа. А сама информация (зашифрованная этими ключами) передается по типовым сетям связи. Таким образом, когда в волоконно-оптических или атмосферных сетях связи один из каналов будет "забронирован" за каналом передачи квантовых ключей такие сети можно будет назвать квантовыми".
Подготовлено по материалам портала Волга Ньюс
