Новости › Общество › Квантовый секрет Полишинеля

21 июля 2011 г. (10:49)

О грядущей квантовой революции, «дырах» квантовой криптографии и возможности передавать информацию быстрее скорости света «Газете.Ru» рассказал лауреат Международной премии по квантовым коммуникациям Александр Львовский - профессор физического факультета Университета Калгари и член Управляющего совета Российского квантового центра.

- Могли бы вы дать четкое определение, что понимать под квантовыми компьютерами?
- Как и в любой динамично развивающейся области, всеобщего согласия об определении нет. Поэтому приведу свое собственное. Квантовый процессор - это сложный, «сцепленный» квантовый объект, состояние которого мы можем полностью контролировать на уровне элементарных компонентов, и который используется для вычислительных задач. Предполагается, что квантовый компьютер может решать некоторые задачи несравненно быстрее классического.

- Возможно ли создание коммуникационных устройств, использующих феномен квантовой сцепленности, для обмена информацией со скоростью, превышающей скорость света? Позволяет ли квантовая сцепленность передавать информацию без использования классических каналов связи?
- Квантовая сцепленность влечет за собой ряд странных физических явлений, которые Эйнштейн назвал «жутковатым действием на расстоянии». Мы можем наблюдать эти явления экспериментально. Однако их, к сожалению, нельзя применять для передачи сообщений быстрее света.

Это в принципе невозможно, по крайней мере в рамках современных научных знаний.

Что же касается второй части вашего вопроса, ответ несомненно положительный. Весь мир квантовый. Классическая физика - лишь частный случай, приближение квантовой физики, которое действительно для мира больших предметов, в котором мы живем. А информация - вещь эфемерная, ее можно передавать и с помощью микроскопических частиц, для которых это приближение не действует.

- Является ли истинным квантовым компьютером вычислительное устройство, о создании которого заявила в мае этого года компания D-Wave??
- Это не совсем моя область, поэтому отвечу кратко. Насколько я понимаю, D-Wave не является полноценным квантовым компьютером в современном понимании и не дает в полной мере воспользоваться преимуществами этого гипотетического устройства. Однако определенные свойства, характерные для квантового компьютера, у изделия имеются. В любом случае, это совсем не «жульничество», а вполне достойное направление научных исследований.

- Оправданны ли заявления об объективной стопроцентной безопасности квантового шифрования в свете последних новостей об удачных опытах взлома квантокриптографических систем, в частности группой Вадима Макарова из норвежского Университета наук и технологий в Трондхайма, опубликовавшей статью в Nаture.

- Знаете, если, допустим, невнимательный шифровальшик не обратил внимания, что у него за спиной стоит вражеский шпион, то каким бы надежным ключом он бы не пользовался, секретности добиться не удастся. В опытах Макарова и коллег речь идет именно о таких способах «взлома» - хотя, конечно, на менее прямолинейном уровне. А именно, используются некоторые технические недостатки фотонных детекторов, применяемых в квантовой криптографии. А теорема об абсолютной надежности квантовой криптографии доказана в предположении, что детекторы идеальны.

Подобные изыскания чрезвычайно важны - ибо они позволяют найти «дыры» в теоретически безупречной ткани квантовой криптографии.

Они показывают, что гонка между шифровальщиком и шпионом с появлением квантовой криптографии никуда не делась, она лишь перешла в другую плоскость. Однако сохранение такой гонки нисколько не умаляет достоинств квантовой криптографии перед классической: многие виды последней ненадежны даже теоретически. Если сегодня сообщение кажется надежно зашифрованным с помощью современного алгоритма, никто не гарантирует, что через десять лет не появится квантовый компьютер, который этот код взломает. А правильно примененная квантовая криптография исключает такую возможность.

- Существуют ли сильные физические ограничения, делающие физическую реализацию квантового процессора объективно невозможной? Не является ли истинный квантовой компьютинг математической абстракцией?
- Нет и нет. Создание квантового компьютера - невероятно сложная техническая задача, но решаемая.

- Расскажите про первую Международную конференцию по квантовым технологиям, которая только что прошла в Москве: насколько это значимое событие в мире квантовых исследований?
- В мире проходят конференции по квантовым технологиям практически каждую неделю, но этот симпозиум - особенно представительный. Очень редко бывает так, чтобы столько «звезд» из разных областей квантовых технологий собрались вместе. Поэтому такое собрание - несомненно важное событие, но ещё более важен повод, по которому оно состоялось. Это начало работы Российского квантового центра, уникального для России научного предприятия, призванного с самого начала своей деятельности стать крупным игроком на международной арене исследований в области квантовых технологий. Автор: Иван Куликов, Николай Подорванюк