Свежий номер №44 (373) / Квантовый центр на Темзе Леонид Левкович-Маслюк, levkovl@computerra.ru 06.12.2000
Есть у вас связи с финансовыми компаниями, с банками? - Прямых - пока нет. Но сейчас мы пытаемся создать консорциум, в который входили бы несколько банков из Сити, Оксфордский университет, British Telecom, DERA и еще несколько организаций, чтобы сделать прототип системы защищенной связи. Идея в том, чтобы этот прототип работал в финансовых системах передачи данных параллельно с обычными криптосистемами - просто чтобы испытать его в реальной обстановке. Но пока для этой технологии явно не готово место на рынке. Например, на этих линиях пока нельзя построить сети, обеспечивается всего лишь защищенная связь между двумя точками. Вообще, с защитой информации сейчас совсем другая ситуация, чем десять лет назад. Во времена холодной войны и железного занавеса было ясно, кто враг, а кто друг. Тогда военная криптология имела большое значение. Сегодня она нужна для защиты не от врагов, а от друзей, которым вы не доверяете. Например, вы ведете деловые переговоры и хотите иметь возможность оценить некоторые вещи на основе секретных сообщений, присылаемых вам. Или я хотел бы поделиться с вами своей информацией - но только частично. Для всех этих и многих других задач хорошо работают обычные криптопротоколы, но неясно, как для них будет работать квантовая криптография. В общем, к работе надо подключить еще одну команду: людей, которые занимаются исследованием рынка и находят потенциальных заказчиков. Когда мы будем обладать уникальной экспертизой в производстве устройств, для которых имеется существенный рынок, тогда, я уверен, появится энергичная компания, которую создадут мои коллеги и я, и которая попробует извлечь пользу из такой ситуации. Но сейчас этим заниматься слишком рано.
Существуют ли «закладки» для квантовых каналов? Что, если GCHQ встроит в ваш протокол нечто такое, что для них эти каналы станут прозрачными? - Нет, мы считаем, что в квантовой криптографии это невозможно. Может быть, это большая проблема для многих национальных спецслужб - потому что они нужны до тех пор, пока действительно могут взломать каналы связи. Но насколько мы понимаем, квантовые каналы взломать по-настоящему невозможно. И это не вопрос времени, как не раз бывало в истории криптологии. Здесь придется нарушить законы физики - что невозможно - или открыть некую новую физику, используя какие-нибудь тонкие эффекты, до сих пор неизвестные. Сейчас ситуация с квантовой защитой данных такова. С одной стороны, есть квантовая криптография (уже работает), с другой стороны - квантовые компьютеры (пока не работают). Кроме того, есть классические криптосистемы и криптосистемы с открытым ключом. Квантовые компьютеры могут взломать криптосистемы с открытым ключом. Но разрушая эти системы, квантовая механика дает вам взамен квантовую криптографию, а она очень сильна, ибо даже квантовый компьютер не может ее взломать. Это строго доказано? - Настолько, насколько это возможно, - да. Но, разумеется, при некоторых предположениях. Например - что законы квантовой механики таковы, как мы думаем. Или, в случае нашего квантового протокола, - что вы имеете доступ к так называемому публичному каналу (broadcast channel), который все могут слушать, но никто не может изменить (как объявление в газете). Есть еще интерфейс между квантовой линией и классическим компьютером, который тоже должен быть защищен, а на практике это труднее всего. Ведь и сегодня криптосистемы взламывают, но не потому, что кто-то научился факторизовать большие числа. Когда могут появиться первые прототипы систем связи, о которых вы говорили? - Прототипы уже есть. Если нужно, тестовую линию связи можно сделать за неделю. Но потом год-два, не меньше, ее придется испытывать и тестировать в реальных условиях, собирать статистику и т. п. Лишь после этого мы сможем сказать нечто определенное о реальных характеристиках такой системы. Где вы думаете прокладывать эти линии в первую очередь - в Лондоне?
И это будут первые такие коммерческие системы в мире? - Видимо, да. И это может произойти через год, если все участники предполагаемого консорциума придут к соглашению. А военные системы защищенной связи на квантовых каналах и протоколах уже существуют? - Я не думаю. Потому что не видно подходящих задач для таких систем. Дальность сейчас ограничена 30-40 километрами. Это хорошо для локальной связи, но мало для дальней. Есть проекты квантовых каналов связи через спутник, где сигнал передается с помощью лазера прямо через атмосферу, но все они пока на исследовательской стадии. Этим занимается Лос-Аламос, DERA, возможно, и мы пойдем в том же направлении. Ваша система будет работать по обычным оптоволоконным каналам? - Да, этот выбор мы сделали с самого начала, что имеет очевидные плюсы, хотя и снижает скорость работы при распределении ключей. Каков ваш прогноз на дальнейшее развитие квантовых вычислений? - Думаю, будет устойчивый прогресс в экспериментальной области. И лет через пять мы сможем надежно управлять 5-20 квантовыми битами. Но никакой факторизации на таких компьютерах сделать будет нельзя. А вот многое другое - можно. Что именно, я не знаю, предвидеть это невозможно. Даже Чарльз Бэббедж в 19 веке вряд ли мог догадаться о современных применениях компьютеров. О компьютерных играх, например. В работе над квантовым компьютером сейчас важнее путь к цели, чем сама цель. Развитие этой области влияет на очень многие отрасли техники и науки. В общем… есть такой исторический анекдот. Однажды чиновники спросили Майкла Фарадея, для чего нужно электричество, и он якобы сказал: пока не знаю, но я уверен, что лет через двадцать правительство обложит его налогом! Есть ли в Европе центры, аналогичные вашему? - Наш появился первым в Европе и, вероятно, в мире. В Великобритании мы единственная группа, где есть и теория, и эксперимент. Хороших чисто теоретических групп - две, в Бристоле и в Империал Колледж в Лондоне. Есть хорошие группы в Австрии (в Инсбруке) - где была предложена модель квантовых вычислений на основе ионной ловушки (ion trap). На какой технологии могут быть сделаны через пять лет компьютеры на 20 кубит? - Ионные ловушки или твердое тело - одно из двух. Вы знаете о работах московского физика Алексея Китаева? Он предложил еще одну идею реализации квантовых вычислений, использующую гипотетические объекты - анионы… - Да, я знаком с работами Китаева (он сейчас в исследовательском центре Microsoft) - но никто пока не знает, возможна ли физическая реализация этого подхода. Однако его идеи имеют весьма позитивное значение, стимулируя новые подходы. Мы, например, предложили так называемое геометрическое вычисление, которое основано на некоторых геометрических, топологических свойствах квантовых состояний в пространстве Берри. Но Китаев идет гораздо дальше. Если окажется реализуемым то, что он имеет в виду, это окажет колоссальное воздействие на развитие квантовой информатики.
|