Самарский вуз присоединился к Межуниверситетской квантовой сети

Фото: sova.info

Он стал пятым по счету в России, вошедшим в этот проект в качестве абонента.

Фото: unsplash

Межуниверситетская квантовая сеть объединяет ряд ведущих вузов и научных организаций России и должна стать важным инфраструктурным полигоном для тестирования и развития в нашей стране технологий квантовых коммуникаций, позволяющих создавать каналы связи с защитой информации на физическом уровне. Такие закрытые линии связи необходимы, в первую очередь, государственным структурам, центрам обработки данных (ЦОДам), объектам критической инфраструктуры, крупным транспортным компаниям и промышленным предприятиям.

Как пояснил ученый, квантовая сеть представляет собой закрытую систему связи, информация в которой защищена на физическом уровне, с использованием фундаментальных законов квантовой физики. Данные, передаваемые фотонами, то есть квантами света, защищены с помощью так называемого метода квантового распределения ключей. Он основывается на принципе: состояние фотона можно измерить только один раз, после чего оно необратимо меняется. Попав в чужие руки, квантовый ключ мгновенно меняет свои фотонные "бороздки", и открыть квантовый "замок" с его помощью становится уже невозможно, ключ, как говорят специалисты, становится скомпрометированным.

Канал квантовой связи, как правило, состоит из двух волоконно-оптических линий: по одной передается информация, а по другой отправляется ключ в виде малофотонного излучения с определенным состоянием фотонов. Как говорят физики, еще лет 20 назад эта технология походила на фантастику, а сейчас это просто реальность. Понятно, что практическая реализация квантовых коммуникаций сопряжена со своими проблемами, с которыми при эксплуатации квантовых сетей нужно будет научиться справляться, чем и займутся российские ученые в рамках МУКС.

Например, квантовые сети чувствительны к перепадам температуры, а наш климат местами достаточно контрастен. Кроме того, возникают сложности при передаче квантового сигнала на большие расстояния: чтобы избавиться от влияния помех и потери мощности, сигнал нужно усиливать, используя так называемые повторители, репитеры. Однако каждый такой узел усиления на линии связи несет в себе потенциальную угрозу взлома сети и раскрытия передаваемой информации. Задача исследователей – минимизировать эти риски, разработав максимально защищенные репитеры.

Оборудование, с помощью которого университет подключился к МУКС, отечественного производства. Также в вузе установлен уникальный обучающий стенд по квантовым технологиям, приобретенный в рамках программы "Приоритет - 2030".

Подготовку бакалавров в области квантовых коммуникаций вуз ведет с сентября 2024 года, а в 2025 году планируется также открыть новую магистерскую образовательную программу "Квантовые коммуникации и интегральная фотоника". Кроме того, сейчас готовится программа дополнительного профобразования по квантовым коммуникациям для сотрудников промышленных и транспортных предприятий.

Напомним, что университет участвует в проекте по созданию международного межвузовского кампуса в Самарской области. Инициатива появления сети современных кампусов в России реализуется по поручению Президента Владимира Путина в рамках нацпроекта "Молодежь и дети". Это станет значимым шагом в развитии образовательной среды и  научных исследований в регионе, а также предоставит новые возможности для обмена опытом и сотрудничества между студентами и преподавателями.

Ранее команда студентов и преподавателей одного из самарских вузов создали устройство , позволяющее исследовать свойства ферритовых материалов в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ).