Квантовые коммуникации как инфраструктура будущего

1. Квантовые коммуникации как
инфраструктура будущего

2. Технологические барьеры информации
•Применение двоичной логики и вычислительного
принципа при построении современного парка
машин
•Результат работы ЭВМ считается вероятностной
величиной. Барьер ошибок BigData
•Кризис информационной безопасности
•Число уникальных форматов и несовместимых
программ растет год от года
•Большое количество копий одной и той же
информации у огромного количества пользователей
•Ограниченное время работоспособности носителей
информации
•Угрозы доступности информации, связанные с
антропогенными, техногенными и стихийными
факторов
•Каждый «приемник» стремится стать хранилищем и
обработчиком информации, или, как минимум, ее
ретранслятором
•Применение алгоритмов сжатия с потерей
информации
Принципы квантовых технологий
•Квантовая запутанность
•Передача состояния вещества
•Выделение информации на приемной стороне только той станцией,
которая находится в запутанном состоянии с передающей;
•Невозможность несанкционированной передачи информации
троянскими программами в линию связи с эффектом запутанности;
•Возможность реализации передачи информации сигналами,
содержащими только единицы или только нули;
•При объединении с указанным выше методом сжатия информации
возможна реализация телекоммуникационных систем с
минимальным объемом передаваемой информации и надежным
восстановлением или заменой любых элементов системы
Квантовые технологии
Квантовые коммуникации
Квантовая криптография; Квантовая телепортация; Сверхплотное
кодирование; Квантовый импринтинг
Квантовые вычисления
Квантовая память; Оптические твердотельные технологии; Работа
с базами данных
Квантовая память
Хранение кввантовых регистров данных
Структура квантовых коммуникаций

3. Цель инициативы
Разработки стандарта квантовых
коммуникаций
Создание к 2025 г. инфраструктуры квантовых
коммуникаций в зоне БРИКС и
Евразийского союза

4. Примеры кубитов
Спин частицы
Поляризация
фотона
Любая квантовая система с
двумя устойчивыми
состояниями
Основной единицей в квантовой информатике является кубит (квантовый бит)
Кубитом может быть:

5. Физическая реализация

6. Специфические области задач для квантовых
технологий
Информационная
безопасность
Сверхбыстрые
(высокопроизводи
тельные)
вычисления
Сверхплотное
представление
данных
«Мгновенная»
передача
информации
Информационная безопасность
Квантовая криптография
Поиск в базах данных
Dwave
Перенос изображений
ТГц Имаджинг
«Мгновенная» передача информации
Перепутанность, передача состояния вещества

7. Карта ключевых исследований и технологий
Устройства
квантовой
криптографии
Квантовые сети
Квантовый
имаджинг
Квантовая
память
•2015 •2020 •2025
Квантовый
крипточип
Подвижные
системы
(квантовое
радио)
Квантоваые
вычисления
Системы
спутникового
наведения

8. КК на базе материальных объектов
Квантовая криптография
КК без материальных объектов
1-й Технологический цикл 7-8 лет 2-й Технологический цикл 7-8 лет
Перспективы развития инфраструктуры КК
Квантовая
криптография
Спутниковые
сети
Коммуникации
на принципах
спутанности
Наземная
оптическая
инфраструктура
Устройства с
встроенной
квантовой
криптографией
Ключевая область применения:
Безопасная передача информации в
телекоммуникационных сетях
Ключевая область применения:
«Мгновенная» передача информации
Передача состояния вещества

9. Квантовая сеть в телекоммуникационных системах
9

10. Коммерческие системы
Потенциальные покупатели:
•Инфраструктура предприятий
•Финансовая сфера
•Военные, госбезопасность и др.
Система безопасной передачи данных
Технические параметры:
Скорость передачи квантового ключа:
от 100 кбит/с – на расстоянии до 25км (до 5 дБ потерь в канале)
от 10кбит/с – на расстоянии до 100км (до 20 дБ потерь в канале)
Скорость передачи данных до 10 Гбит/с
Предельная дальность: 250км

11. Инфраструктура квантовых коммуникаций
(1 цикл)
Новые рынки
Рынок устройств на квантовых
принципах
Оператор квантовой связи
Сервисы
Области применения
Робототехника
Транспорт
Связь
Корпоративная безопасность
Интернет вещей

12. Карта стандартов

13. Технологическая инициатива Университета ИТМО
Модель выбора технологических инициатив из карты исследовательских фронтов
Новые технологические подходы
и принципы
Технологические барьеры
Квантовые коммуникации
 Квантовая криптография; Квантовая
телепортация; Сверхплотное кодирование;
Квантовый импринтинг
Квантовые вычисления
 Квантовой компьютер (на оптических и
твердотельных технологиях); Квантовая память
Когнитивные и биологические технологии на
квантовых принципах
Квантовый подход
 Применение двоичной логики и вычислительного
принципа при построении современного парка машин;
 Результат работы ЭВМ считается вероятностной
величиной. Барьер ошибок BigData
 Кризис информационной безопасности
 Число уникальных форматов и несовместимых программ
растет год от года;
 Большое количество копий одной и той же информации у
огромного количества пользователей;
 Ограниченное время работоспособности носителей
информации;
Проблемы представления информации
 Кризис информационной безопасности
Триггер смены инфраструктуры
The quest for Telematics 4.0
Новая тех.инфраструктура
Квантовые коммуникации
 Рынок устройств на квантовых
принципах
 Оператор квантовой связи
 Сервисы
 Рынки новой безопасности
 Пространства защищенной
коммуникации, в т.ч.обмен
данными в автономных
робототехнических системах
 Инжиниринг автономных систем
оборота данных
Базовые рынки
Транспортные системы (автотранспорт,
морские и воздушные суда,
железнодорожный транспорт)
Инфраструктура умного города и
интернета вещей
Робототехника
Телекоммуникационная
инфраструктура с повышенным
уровнем безопасности
(государственный сектор, финансовый
сектор, корпорации)
Спутниковые системы связи и
управления
Области применения (полигоны
нового)
Ядро инициаторов
Координация проекта: Университет ИТМО
Исследователи и разработчики: Университет ИТМО ,НИЦ «Курчатовский институт»,
СПбГУ, МГУ им. Ломоносова, Институт информатики АН РТ, КазНЦ РАН, МГПУ).
Производство: ООО «Квантовые Коммуникации», ЗАО «Би Питрон»
Интеграторы ( ООО «Квантовые Коммуникации», ООО «Дигитон»)
Телекоммуникационные операторы (ОАО «Ростелеком», ОАО «МТС», корпорация
«General satellite»)
Разработчики спутниковых систем связи (ОАО Информационные спутниковые
системы имени академика М.Ф. Решетнёва)
Высшие учебные заведения (Университет ИТМО, СПБГЭТУ, СПбПУ, МГУ им.
Ломоносова, СПбГУ, КФГУ и т.д)
Разработчики программного и аппаратного обеспечения и элементной базы
(Ассоциация производителей программного обеспечение НП «РУССОФТ», ЗАО «МЦСТ»,
ОАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука», ЗАО «Эльбрус-2000»)
Спецслужбы и военные организации (Служба специальной связи и информации ФСО,
ФСБ РФ)
Технологические брокеры и институты развития (РВК, Ernst & Young, Сколково)
Форсайт, маркетинг, тех.экспертиза, международная коммуникация (УК НЕОТЕХ, СПбГЭУ)
Интеграция с существующими
отраслями
Формирование новых рынков
на базе инфраструктуры

14. Спасибо за внимание!