Самарский университет им. Королёва подключился к Межуниверситетской квантовой сети (МУКС), став пятым по счету вузом России, вошедшим в этот проект в качестве абонента сети. Данная квантовая сеть объединяет ряд ведущих университетов 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.
«В нашем университете установлено специальное телекоммуникационное оборудование, оно подключено и работает в штатном режиме. В ближайшей перспективе планируется проведение научно-исследовательских работ, посвященных особенностям практического применения телекоммуникационных систем с квантовой защитой информации», – рассказал Владимир Павельев, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой наноинженерии Самарского университета им. Королёва.
Как пояснил ученый, квантовая сеть представляет собой закрытую систему связи, информация в которой защищена не с помощью какого-нибудь сложного шифра, а на физическом уровне, с использованием фундаментальных законов квантовой физики. Данные в квантовой сети, передаваемые фотонами, то есть квантами света, защищены с помощью так называемого метода квантового распределения ключей. Этот метод основывается на известном физическом 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, оно разработано и изготовлено предприятиями группы компаний «СМАРТС». Кроме коммуникационного оборудования, в университете также установлен уникальный обучающий стенд по квантовым технологиям, разработанный компанией «СМАРТС-Кванттелеком». Стенд, получивший название «Суперквант», приобретен университетом в рамках программы «Приоритет 2030».
«На этом стенде студенты могут наглядно изучать физические принципы защиты информации с помощью квантового распределения ключей. Здесь можно проводить лабораторные работы, ставить эксперименты», – подчеркнул Владимир Павельев.
Подготовку бакалавров в области квантовых коммуникаций Самарский университет им. Королёва ведет с сентября 2024 года, а в 2025 году планируется также открыть новую магистерскую образовательную программу «Квантовые коммуникации и интегральная фотоника». Кроме того, в университете сейчас готовится программа дополнительного профессионального образования по квантовым коммуникациям для сотрудников промышленных и транспортных предприятий.
Напомним, что Самарский университет им. Королёва участвует в проекте по созданию международного межвузовского кампуса в Самарской области. Инициатива создания сети современных кампусов в России реализуется по поручению Президента Владимира Путина в рамках нацпроекта «Молодёжь и дети», направленного на развитие образовательной и научной инфраструктуры в регионах России. Создание кампуса 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.
Как отметил губернатор Самарской области Вячеслав Федорищев: «Кампус будет ориентирован на Самарский университет и другие университеты, учебные заведения, которые занимаются развитием беспилотных авиационных систем. Это будет новая современная площадка».
Автор: Редакция TLTgorod
Фото: пресс-служба Самарского университета им. Королëва