Возросшие усилия исследователей и частных организаций по созданию квантовых компьютеров предвещают нам будущее, в котором квантовые вычисления — это лишь вопрос времени. Поскольку возможности квантовых вычислений теоретически позволяют легко взломать любую сеть, существует также необходимость в создании устойчивых сетей, невосприимчивых к будущим кибератакам.
Работа в этом направлении уже была продемонстрирована в Китае, Испании, Сингапуре и США. Британская квантовая сеть (UKQN), созданная более десяти лет назад, также работает в этом направлении и продемонстрировала свои возможности в ходе ряда экспериментов. На этот раз британские исследователи успешно продемонстрировали передачу данных по сети протяженностью 250 миль (410 км): совместные усилия исследователей из Бристольского и Кембриджского университетов привели к созданию первого в Великобритании видеозвонка на большие расстояния с квантовой защитой. Как сообщается в пресс-релизе Кембриджского университета, сеть построена с использованием стандартной волоконно-оптической инфраструктуры и использует два типа квантового распределения ключей (QKD).
В 2019 году исследователи из Кембриджа продемонстрировали сеть квантового масштаба, которая работала с рекордной скоростью передачи миллионов ключей в секунду. Затем, в следующем году, исследователи из Бристоля создали сеть, которая продемонстрировала квантовую запутанность между несколькими пользователями. Текущая сеть UKQN охватывает эти две крупные квантовые сети вокруг Бристоля и Кембриджа и соединяет их четырьмя длинными волоконно-оптическими линиями связи протяженностью 250 миль (410 км). Этот волоконно-оптический кабель большой протяженности имеет три промежуточных узла и оптические переключатели с малыми потерями, которые позволяют переключаться между квантовыми и классическими сигналами.
Как отмечают британские СМИ, несмотря на то, что испытания квантовых сетей проводились в других странах, до сих пор никто не демонстрировал QKD, распределение запутанности и регулярную передачу данных. Именно это сделали команды исследователей из Бристоля и Кембриджа.
Точно так же, как квантовые компьютеры обладают беспрецедентными вычислительными возможностями, квантовые коммуникационные сети предлагают беспрецедентные функции безопасности, которые не могут взломать даже самые продвинутые квантовые компьютеры. Одной из таких функций является квантовое распределение ключей (QKD), которое позволяет безопасно обмениваться криптографическими ключами с использованием квантовой механики.
Сеть, используемая исследователями из Кембриджа и Бристоля, использовала два типа распределения квантовых ключей: ключи шифрования, скрытые внутри частиц света, которые практически невозможно взломать, и распределенную запутанность, которая позволяет квантовым частицам быть неразрывно связанными.
Посредством видеозвонка в режиме реального времени исследователи передали зашифрованные медицинские данные и обеспечили удаленный доступ к распределенному центру обработки данных, став первыми, кто сделал это. «Это знаменует собой кульминацию более чем десятилетней работы по проектированию и созданию британской квантовой сети», — сказал Адриан Вонфор из инженерного факультета Кембриджа в пресс-релизе этого университета. «Это не только демонстрирует использование множества технологий квантовой связи, но и безопасные системы управления ключами, необходимые для обеспечения бесперебойного сквозного шифрования между нами».
«Это важный шаг на пути к построению будущего, основанного на квантовой безопасности, для общества», — добавил Руи Ванг, преподаватель оптических сетей будущего в исследовательской группе по высокопроизводительным сетям Smart Internet Lab в Университете Бристоля. «Что еще более важно, это закладывает основу для крупномасштабного квантового интернета, соединяющего квантовые узлы и устройства посредством запутывания и телепортации в глобальном масштабе».
Исследователи представили свои достижения на конференции по оптоволоконной связи (OFC) 2025 года в Сан-Франциско.
