Квантовые коммуникации и сети

Достижение качественно новых возможностей с помощью технологии квантовой передачи и обработки информации основано на законах квантовой физики, лежащих в их основе. Наша компания ведет активные разработки в направлениях квантовой коммуникации и квантовых сетей.

Квантовая коммуникация обеспечивающей безопасную рассылку квантовых бит между двумя пользователями (Алиса и Боб), последовательности которых могут в перспективе использоваться для кодирования данных. Это достигается за счет использования квантовых носителей информации – кубитов, в качестве которых выступают приведенные в необходимое квантовое состояние фотоны. Состояние фотона невозможно измерить без его разрушения, что позволяет строить на этой основе высокозащищенные каналы передачи данных, обеспечиваемый которыми уровень безопасности многократно превосходит любой из существующих в настоящее время классических подходов.

На сегодняшний день использование устройств и технологий фотоники (в частности, источников ослабленного лазерного излучения для генерации квантовых состояний) в практических системах квантовой коммуникации фактически стало индустриальным стандартом. Несмотря на то, что такой подход роднит устройства квантовой связи с традиционными телекоммуникациями, свойства квантовых объектов (фотонов) накладывают дополнительные ограничения на параметры сигналов и передающей среды, причём не все технические проблемы могут быть решены “традиционными” средствами. Внедрение же квантовых устройств в существующие ВОЛС предполагает проведение широкого спектра научно-исследовательских работ, охватывающих почти все основные области телекоммуникаций: от разработки сетевых устройств и протоколов до создания международных (региональных) стандартов связи.
В связи с тем, что в настоящее время еще не определены и не сформулированы четкие требования к распределенным квантовым коммуникационным сетям основных участников инфраструктуры безопасного обмена данными в финансовой, промышленной и государственной сферах, необходимо осуществлять анализ подобных требований в зависимости от конкретного случая применения технологии. Использование технологий квантовых коммуникационных программно-конфигурируемых сетей (ККПКС) вполне отвечает ряду требований, предъявляемых к защите информационных систем и автоматизированных систем, в том числе и систем, предназначенных для работы в государственной, финансовой и промышленной сферах. Наша компания ведет активные разработки в области создания технологии построения программно-конфигурируемых квантово-коммуникационных сетей и сетей с высокой спектральной эффективность в канале. Повышение спектральной эффективности в канале является также одной из ключевых задач в области создания квантовых сетей. В разрабатываемых нами системах квантовой коммуникации высокая спектральная эффективность использования телекоммуникационных каналов связи становится достижимой за счет возможности формирования нескольких пар боковых частот в окрестности одной несущей, которые могут быть использованы как независимые квантовые каналы. Это обеспечивает возможность реализовывать сложную многопользовательскую квантовую сетевую архитектуру на основе не требующих временной синхронизации пассивных элементов. При применении данного подхода совместно с WDM-технологией может быть достигнута спектральная эффективность 40%.

Помимо этого важной частью работы коллектива компании является разработка новых протоколов для системы квантовой коммуникации на боковых частотах модулированного излучения.