Учёные из Петербурга и Казани создали первую в России многоузловую квантовую сеть

Ученые из Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ и Университета ИТМО запустили первую в России многоузловую квантовую сеть. До того квантовая сеть была создана только между двумя компьютерами; теперь же открывается возможность для создания масштабируемой национальной инфраструктуры квантовых коммуникаций. Как отмечают разработчики, квантовая сеть, организованная в Казани, полностью основана на отечественных разработках.

«Таких проектов в мире единицы, поскольку их способны реализовать только ведущие научные центры, обладающие передовыми знаниями в области как фотоники и квантовой информатики, так и сетевых информационных технологий, в тесном взаимодействии с индустриальными партнерами. По своим параметрам наша сеть сопоставима с прогрессивными международными аналогами, а по ряду характеристик и превосходит их», — отметил директор Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ Сергей Моисеев.

Помимо чисто научного потенциала, квантовая коммуникация имеет важную сферу применения – в криптографии, поскольку такие линии связи практически неуязвимы для взлома и перехвата информации. В качестве носителей информации выступают одиночные фотоны, которые необратимо изменяются при попытке перехвата данных, благодаря чему пользователи моментально узнают о любом вторжении в канал. Это свойство будет ценным для тех отраслей, которые в будущем воспользуются квантовыми коммуникациями: для государственных ведомств, финансовых организаций, науки и промышленности.

«Создаваемая сеть – это пилотный проект, главная задача которого – «полевые испытания»: тестирование технологии, отработка механизмов интеграции квантовых каналов в существующую телекоммуникационную инфраструктуру и масштабирования квантовой сети. Все это осуществляется на реальных местах пользования и на базе работающих городских линий связи. Для нашей страны это важнейший шаг в развитии квантовых систем сложной конфигурации и топологии, адаптированных под потребности операторов связи и конечных пользователей», — говорит руководитель Лаборатории квантовой информатики Международного института фотоники и оптоинформатики Университета ИТМО и лаборатории практической квантовой криптографии Казанского квантового центра Артур Глейм.

В первую зону Казанской квантовой сети войдут четыре узла, расстояние между которыми составляет 30-40 километров. В Казани это два корпуса Казанского национального исследовательского технического университета (КНИТУ-КАИ). В пилотном сегменте достигнута скорость генерации просеянных квантовых последовательностей 117 кбит/c на линии протяжённостью 2,5 километра – на порядок быстрее, чем в европейских сетевых проектах в области квантовой связи. В ходе экспериментов была успешно продемонстрирована передача квантовых единиц информации (бит) в оптическом канале с потерями 20 дБ, что эквивалентно расстоянию 100 километров. Проект реализуется на действующей оптоволоконной линии с использованием телекоммуникационной инфраструктуры оператора «Таттелеком».

Напомним, что первая в стране линия квантовой связи была запущена Университетом ИТМО в Санкт-Петербурге два года назад – она позволила связать два корпуса вуза по подземному оптоволоконному кабелю. В дальнейшем, по словам Артура Глейма, развитие инфраструктуры квантовых коммуникаций сегодня можно сравнить с тем, как развивался российский Интернет во времена проекта RUNNet: запуск пилотных участков, связывающих между собой университеты, приведет к взрывному росту технологий и формированию новых рынков, на базе которых вырастет отечественная инфраструктура связи нового поколения. Сроки полноценного перехода этой технологии от лаборатории к коммерческому использованию специалисты оценивают в 5-10 лет.