• Теги
    • избранные теги
    • Разное554
      • Показать ещё
      Страны / Регионы268
      • Показать ещё
      Формат29
      Компании167
      • Показать ещё
      Издания22
      • Показать ещё
      Люди119
      • Показать ещё
      Сферы4
      Международные организации12
      • Показать ещё
      Показатели2
15 сентября, 13:23

Алмазный «револьвер» защитит линии квантовой связи

Исследователи из Московского физико-технического института и Университета Зигена (Германия) объяснили механизм генерации одиночных фотонов в алмазных диодах. Результаты работы, опубликованной в журнале Physical Review Applied, открывают путь к созданию быстрых однофотонных источников для квантовых линий связи и квантовых компьютеров будущего. Кратко о результатах рассказывает пресс-релиз МФТИ. Работа устройств на уровне одиночных фотонов открывает возможность создания принципиально новых систем для коммуникаций и вычислений, начиная от аппаратных генераторов истинно случайных чисел до квантовых компьютеров. Пожалуй, самой востребованной квантовой технологией сегодня является квантовая связь. Методы квантовой криптографии, опирающиеся на законы квантовой физики, позволяют защитить передаваемые данные так, что их фундаментально невозможно будет перехватить, не важно какими устройствами обладает злоумышленник, пусть даже и сверхмощным квантовым компьютером. Однако практическая реализация линий квантовой связи и других квантовых устройств требует эффективной генерации одиночных фотонов. С практической точки зрения необходимо, чтобы источники одиночных фотонов работали при комнатной температуре и от электрической накачки, то есть, проще говоря, в нормальных условиях и от батарейки. Несмотря на очевидность этих требований, соблюсти их оказывается крайне сложно. Во-первых, все квантовые системы не любят высокие температуры, а это означает, что для их охлаждения требуется холодильник или криостат, охлаждающий их по крайней мере до температуры жидкого гелия, а то и еще ниже — до нескольких милликельвинов, что составляет приблизительно −273 градуса по шкале Цельсия. Хотя использование таких установок у физиков уже вошло в привычку, едва ли в ближайшее время удастся создать подобный холодильник стоимостью в несколько долларов, а значит стоит забыть о массовом использовании подобных квантовых систем. Во-вторых, сама концепция квантовых систем подразумевает, что они практически не взаимодействуют с окружающим миром, по крайней мере неконтролируемо. Примером такой системы служит одиночный атом в камере с разреженным газом. Тем не менее, несмотря на то, что его взаимодействие с окружающей средой практически отсутствует, физики могут управлять его электронными состояниями, облучая камеру лазером и тем самым заставляя атом излучать одиночные фотоны. Однако накачивать электрически такую квантовую систему не представляется возможным. Активные исследования в области квантовой оптики и квантовой электроники в последние два десятилетия показали, что не только атомам газов, но и даже полупроводниковым структурам, таким как квантовые точки, не под силу справиться с задачей эффективной работы от электрической накачки при комнатной температуре, в то время как многие другие другие материалы просто не проводят ток. Выходом из сложившейся тупиковой ситуации довольно неожиданно стал алмаз — материал с очень необычными свойствами на стыке полупроводников и диэлектриков. Оказалось, что в алмазе центры окраски — точечные дефекты в кристаллической решетке, возникающие при случайном попадании или направленной имплантации в алмаз посторонних атомов — могут выступать в роли квантовых систем и показывать превосходные излучательные характеристики. Более того, удалось продемонстрировать, что при пропускании тока эти квантовые системы могут излучать одиночные фотоны. Однако физика происходящего процесса была неизвестна и не было понятно, что нужно делать, чтобы создать на основе центров окраски быстрые и эффективные источники. В своей работе физики из МФТИ и Университета Зигена установили механизм однофотонного излучения NV-центров в алмазе при пропускании тока и определили, что влияет на динамику излучения фотонов. Согласно их исследованиям, процесс можно разделить на три стадии: (1) захват электрона центром окраски, (2) захват дырки (или, что то же, отдача электрона), (3) переход между электронными уровнями в центре окраски, которые вместе формируют механизм, похожий на принцип действия револьвера. Представим, что выстрел — это излучение одиночного фотона. Чтобы выстрелить, нужно сначала большим пальцем взвести курок (дефект должен захватить электрон). Затем нужно нажать на спусковой крючок. Это запускает спусковой механизм, и курок, обретя импульс, ударяет по капсюлю патрона. Именно этому «обратному» ходу курка и соответствует захват дырки центром окраски в алмазе. Далее заряд в капсюле взрывается, поджигает порох и под действием пороховых газов вылетает пуля. Аналогичным образом дырка в центре окраски испытывает переходы между возбужденными уровнями и основным уровнем, в результате чего происходит эмиссия фотона. Затем все повторяется по тому же сценарию за одним лишь исключением: нам не нужен новый патрон, центр окраски может излучить сколько угодно фотонов по одному за раз. На практике очень важно получать фотоны именно в моменты времени, когда они нужны, поскольку после генерации фотоны улетают со скоростью света. «Вспомните ковбойские дуэли в вестернах. Например, два стрелка начинают стрелять строго по бою часов. Побеждает обычно тот, кто выстреливает первым. Ценой за промедление является жизнь. Точно так же для квантовых устройств жизненно важно генерировать фотоны «по требованию» в строго определенные моменты времени», — говорит Дмитрий Федянин. В своей работе исследователи показывают, что определяет время отклика алмазного однофотонного источника, т. е. через какое время он может излучить фотон, и какова вероятность испустить еще один фотон через время τ после испускания первого. Оказывается, что этими временами можно управлять и на порядки улучшать их как путем изменения характеристик алмаза, например при помощи легирования, так и контролируя концентрации инжектированных в алмаз носителей заряда. Кроме того, по словам Дмитрия Федянина, помещая центр окраски в разных областях алмазного диода, можно управлять начальным состоянием центра окраски, подобно тому, как стрелки предварительно взводят курок, чтобы быстрее выстрелить, или ставят револьвер на предохранитель. Предложенная исследователями физическая модель отвечает на фундаментальные вопросы о поведении центров окраски в алмазе. Разработанная теория не только качественно объясняет, но и количественно воспроизводит недавние экспериментальные результаты. Это открывает путь к созданию практичных источников однофотонного излучения с заданными характеристиками, что необходимо для реализации устройств квантовой информации, таких как защищенные линии связи на основе квантовой криптографии.

15 сентября, 05:18

С.НА.Ф

Обожаю объединения демократических сил. Это просто настоящая квантовая механика с бозонами, большим адронным коллайдером, работающим на чистых евро, распады, столкновения, маты, веселье. Поэтому с глубоким удовлетворением воспринял новость о грядущем объединении двух ведущих сил современности – «Солидарности» Петра Порошенко и «Народного фронта» Арсения Яценюка. Перед лицом усиливающейся грузино-российской агрессии только единство Гройсмана, Сени и гаранта способно остановить сползание нации туда, куда она (нация) обычно сползает.

14 сентября, 16:38

Квантовый ИИ: эксперт рассказал, как Россия приближает новую промышленную революцию

Квантовые компьютеры могут быть использованы не только для проведения сложнейших вычислений, но и для создания уникальных систем машинного обучения и искусственного разума. Об этом говорится в статье российского «Сколтеха», опубликованной журналом Nature.

13 сентября, 13:34

Почему хороший президент не разгонит плохое правительство?

Хотелось бы. Но просто разогнать плохое правительство мало. Нужно изменить социально-экономическую политику, иначе не имеет смысла разгонять. Или вы замените людей плохих на еще более худших, как случилось на Украине. Там изгнали вора Януковича и в результате отдали власть людоедам, причем совершенно откровенным. Вот чтобы у нас то же самое не случилось. Проблема не в правительстве, проблема в политике. И очень многие люди в нашем правительстве вполне впишутся и в разумную социально-экономическую политику. Но президент не занимается социально-экономической политикой. Его сил хватает только на то, что составляет реальную угрозу для существования России. Это внешняя политика, оборона, некоторые стратегические вопросы. Никто не может подменить собой государство. С другой стороны, если менять социально-экономическую политику, значит, нужно эту политику понимать. Президент экономистом не является, просто верит Кудрину и компании. И кудринцам, которые сейчас находятся в правительстве Медведева. Людям, которые служат глобальным спекулянтам. Президент сформировался как государственный деятель в окружении господина Собчака, поэтому я вполне допускаю, что он просто не подозревает о том, что может быть какая-то другая социально-экономическая политика, кроме либеральной. Я не разбираюсь в квантовой физике. А президент искренне не знает, что может быть нормальная социально-экономическая политика. Эта гипотеза мне представляется вполне вероятной.ПОДРОБНОСТИ ЗДЕСЬ.

12 сентября, 09:00

Откровенный разговор с Ириной Хакамадой на вечере «БКС Ультима»

6 сентября клиенты и партнеры «БКС Ультима» собрались в отеле Four Seasons на открытие цикла встреч «Московские диалоги». Модератор вечера Николай Усков пригласил к разговору свою давнюю подругу Ирину Хакамаду.

Выбор редакции
07 сентября, 15:00

Квантовая запутанность может быть неотъемлемым свойством реальности

Действительно ли явление под названием квантовая запутанность необходимо для описания физического мира или же возможна некая пост-квантовая теория без запутанности? В новом исследовании, о котором пишет phys.org, физики математически доказали, что любая теория с классическим пределом – когда она может описывать наши наблюдения классического мира, обращаясь к классической теории при определенных условиях – должна включать […]

Выбор редакции
10 августа, 21:59

Китай впервые в мире передал данные с квантового спутника на Землю

Находящийся на орбите китайский спутник «Мо-Цзы» впервые в мире успешно передал данные на Землю, используя квантовую криптографию, которая теоретически исключает возможность взлома. К квантовому спутнику «Мо-Цзы» приковано внимание ученых со всего мира. Год назад китайцы […]

29 июня, 18:37

Учёные из России и Канады нашли способ упростить архитектуру квантовых компьютеров

Квантовые компьютеры способны производить очень сложные вычисления благодаря уникальной архитектуре, но, несмотря на то что за ними будущее, крайне непростое устройство квантовых компьютеров не позволяет создать достаточно мощную систему. Но согласно статье, недавно опубликованной в журнале Nature, группе физиков из России и Канады удалось создать первый кремниевый чип, способный и хранить многомерные кубиты, и манипулировать ими. Новый подход позволит упростить архитектуру квантовых компьютеров и ускорить их создание. Напомним, что кубиты в квантовых компьютерах выполняют одновременно и функцию ячейки памяти, и функцию вычислительного модуля. Они могут хранить одновременно и ноль, и единицу, благодаря законам квантовой физики. Объединение нескольких кубитов позволяет быстро решать сложные и крайне ресурсозатратные задачи. Как рассказал в интервью РИА "Новости" один из ведущих ученых Российского квантового центра Алексей Устинов,"Физики довольно быстро научились изготавливать одиночные кубиты, способные жить достаточно долго для ведения вычислений. Однако попытки объединить несколько кубитов сталкиваются с большими трудностями из-за того, что записать и считать данные из них не так просто, как изначально казалось".Поэтому многие ученые пытаются не объединить кубиты в единую сеть, а стараются вместить как можно большее количество ячеек квантовой информации внутрь одного кубита. Группе ученых из Российской федерации и Канады во главе с профессором Университета ИТМО Роберто Морандотти удалось создать чип, позволяющий "утрамбовать" практически неограниченное количество квантовых данных в пары запутанных фотонов.Новая разработка представляет собой микрорезонатор - полое кремниевое кольцо, внутри которого свет будет двигаться по кругу, отражаясь от стенок. Чип можно построить таким образом, что определенные импульсы будут усиливаться, а другие - гаситься, что и позволяет получать лазерные импульсы с "гребенчатым" спектром, который удобно использовать для кодирования отдельных ячеек памяти. Благодаря такому подходу, количество значений, кодируемых в подобном световом кубите, будет зависеть только от того, насколько точно приборы смогут улавливать эти изменения света."Объединив на одном чипе генерацию многомерных запутанных фотонов с их сверхбыстрой обработкой, мы показали, что квантовыми системами можно управлять посредством стандартных телекоммуникационных элементов, таких как модуляторы и частотные фильтры. Это упростит развитие и распространение технологии".(https://hi-news.ru/comput...)

27 июня, 04:49

Создатель «квантового блокчейна» Алексей Федоров: технология «абсолютно надежной защиты» банковской информации

1 Научный сотрудник «Российского квантового центра» — о том, почему существующие криптографические методы могут оказаться неэффективными в эпоху технологического прогресса и как квантовые методы защиты информации помогут сохранять генетические данные   Перспективы появления и распространения квантовых компьютеров (основанных не на двоичном кодировании, а на квантовых битах — кубитах) обещают  огромный рост вычислительных мощностей систем и решение задач, недоступных ученым и бизнесу ранее. Однако есть обратная сторона медали. Например, квантовые компьютеры будут  куда лучше во взломах самых продвинутых систем защиты. В опасности, возможно, окажутся даже блокчейн-системы, о которых в последнее время говорят как о наиболее эффективных  с точки зрения безопасности и целостности информации. Блокчейн-энтузиасты уже всерьез обсуждают проблемы взлома блокчейн-сетей. Системы распределенного хранения данных на основе квантовых принципов в криптографии надеются защитить в «Российском Квантовом Центре», направившем часть частных инвестиций (около 400 млн рублей от «Газпромбанка») и грантового финансирования на создание «квантового блокчейна». Сегодня компания объявила о первой демонстрации принципов работы блокчейн-сети на основе квантового шифрования. Forbes выяснил детали эксперимента у Алексея Федорова, научного сотрудника РКЦ и одного из руководителей данного проекта. —  Давайте начнем с основ.  В чем главные отличия криптографии, построенной на квантовой физике, от классической?   —  Криптография — способ передавать сообщения между двумя легитимными сторонами коммуникации так, чтобы третьим лицам сообщение было недоступно. Сообщение передается по открытому каналу связи, поэтому злоумышленнику доступна копия сообщения. Чтобы преобразовать информацию в недоступный для чтения вид используется специальный параметр, называемый ключом. И стойкость современной криптографии базируется именно на ключах. Тогда если размер ключа (объем информации — Forbes) совпадает с размером сообщения, если ключ сгенерирован случайно и используется только один раз, то   расшифровать сообщение  невозможно. Это математически доказано (так называемая теорема Котельникова — Шеннона).   Поэтому центральная проблема криптографии — передать  ключ для шифрования.  Нужен «курьер». Представим, например, покупку книги в интернете.  Сервер магазина и компьютер покупателя должны обменяться данными о кредитной карте так, чтобы никто другой (кроме нужного сервера) о них не узнал. Сегодня для этого обычно используют метод открытого распределения ключа:  компьютер плательщика и сервер магазина решают определенную математическую задачу. Злоумышленнику для получения информации нужно решить обратную —  она во много раз сложнее для текущего уровня мощностей компьютеров. Такой подход —  рабочий. Но как долго он останется таким, если вычислительные ресурсы будут расти? А если появится квантовый компьютер? Так вот, квантовые коммуникации — это способ передать ключи с помощью квантовых объектов. Фотоны — частицы света — оказываются прекрасными «курьерами» для криптографических ключей. Почему нужно использовать квантовые объекты? Из-за законов квантовой физики любая попытка вмешательства в процесс передачи фотонов может быть зарегистрирована. Поэтому ключи в квантовой криптографии действительно «секретные», они одинаковы у двух «законных» участников коммуникаций, — и его можно  использовать для шифрования.   —  Как генерируются такие ключи? —  Устройство для их создания состоит из нескольких частей. Первая  —   блоки для управления квантовыми состояниями. Это пара устройств. Устройство передачи, которое создает квантовые состояния света из ослабленных импульсов лазера, кодирует информацию в параметры этих фотонов (например, их поляризация или фаза) и передает их по оптоволокну. Устройство приема измеряет их свойства.  Приготовление и измерение происходит по специальным правилам —  протоколу квантовых коммуникаций. За устройством приема и передачи следит специальная плата, которая выдает команды лазерам, модуляторам, детекторам и т.д., а также считывает нужные параметры. После нескольких циклов  «программирования» и измерения квантовых состояний система накапливает объем классической («неквантовой») информации.   Ключ из этой информации вычленяют уже с помощью  обработки с опорой на «обычные» вычисления. Первый этап — «просеивание»,  в рамках которого соотносятся результаты заданных и полученных квантовых состояний. Второй — исправление ошибок (в отличие от классических коммуникаций ошибки, в квантовых системах  они составляют несколько процентов, это существенно). Только после двух этих стадий, сравнив параметры ключа до и после его передачи,  мы можем  определить, было ли вмешательство в процесс передачи ключа или нет.  Для каждого протокола  устанавливается критический порог для допустимого уровня ошибок. Если он не превышен,  то протокол безопасен,  ключи можно использовать. Но перед этим нужно «вычистить» из ключа всю информацию, которую мог потенциально получить злоумышленник —   считается, что злоумышленник обладает неограниченными ресурсами. В итоге, после  всех математических процедур,  получаются две идентичных последовательности, у отправителя, и у получателя, — ключи.  Дальше их нужно передать потребителю.   —   Насколько cформирован рынок систем квантовой криптографии? — Квантовая криптография защищает от угроз, связанных с ростом ресурсов для хранения и обработки данных, с появлением новых математических алгоритмов и с вероятным созданием в ближайшем будущем квантовых компьютеров.    Рынок формируется, оценивать его тяжело. Однако потребность в защите информации, очевидно, растет. По исследованиям  International Data Corporation, доля информации, нуждающейся в защите, растет с 30% до 40%  до 2020 года. Поэтому, очевидно, будут ниши, требующие квантовых коммуникаций как средства абсолютно надежной защиты информации.     В целом квантовую криптографию во многом «драйвит» финансовый сектор. В России, например, помимо Газпромбанка интерес к теме квантовых коммуникаций проявляют Сбербанк и лично Герман Греф, а также ВЭБ.  Есть интерес со стороны госкорпорций и индустрии.   —   Вы объявляли о работе 30-километровой линией квантовой связи между двумя отделениями Газпромбанка. Что именно было сделано?   —  От получения основного финансирования от Министерства образования и науки РФ и АО «Газпромбанк» до первой демонстрации прототипа прошло меньше девяти месяцев. На тот момент у нас был прототип устройства для распределения квантовых ключей. В нем использовалась хорошо отработанная схема для приготовления и измерения квантовых состояний, а также разработанная система для математических алгоритмов обработки квантовых ключей. Мы хотели продемонстрировать работоспособность технологии в реальной жизни. Поэтому мы отправляли фотоны по волокну (обычным оптоволоконным линиям в распоряжении «Газпромбанка»), измеряли их однофотонным детектором, обрабатывали с помощью специальных алгоритмов. Так и получились ключи, обеспечивающие защищенность канала передачи информации. —   Как можно  превратить прототип в продукт? —  Глобальная цель — выйти на серийное производство устройств. Во-первых, нужно увеличить скорость генерации ключей — до десятков и сотен килобит в секунду. Пока  у нас только доли килобит в секунду. Для этого нужны  более быстрые решения для управления лазерами, модуляторам, детекторами и т.д. Во-вторых, мы рассчитываем использовать детекторы одиночных фотонов собственной разработки. В-третьих, из набора алгоритмов обработки, написанных для исследовательских целей, необходимо разработать настоящую программную платформу с возможностью передать ключ потребителю — разработчику средств криптографической защиты информации, который будет защищать информацию. Первая программная платформа была написана на Python. Перенос на C++ и улучшение алгоритмов позволили нам уже сейчас ускорить эту процедуру в десятки раз.   —  То есть ваш рыночный продукт состоит из двух:  аппаратное решение для квантового распределения ключа и программная платформа для его передачи? —  Да.  Мы считаем, что  используя квантовое распределение ключа, производители средств защиты информации могут усилить свои решения — появятся   «гибридные» продукты, совмещающие  квантовые и классические средства защиты информации. В таком формате мы сейчас взаимодействуем с партнерами, например, компаниями КриптоПРО, Т8, С-Терра и Амикон.    Наша стратегия — формировать рынок совместно  с производителями востребованного оборудования для защиты информации.  Мы готовы передать наш протокол получения квантовых ключей  любому из них.  Ведь  квантовый компьютер хоть и является тотальной угрозой, но он еще не создан. Мы, как мне кажется, недостаточно внимательно относимся  к другим,  вполне реальным,  векторам угроз.  А с ними помогут бороться в том числе классические алгоритмы.     Партнеры могут подключаться к нашей  программной платформе для обработки квантовых ключей. Она получает на вход результаты приготовления и измерения квантовых состояний, затем превращает их в квантовые ключи и передает потребителю. В этой части у нас ряд ноу-хау в алгоритмах обработки. В частности, мы используем передовой алгоритм для исправления ошибок. Чтобы объяснить за счет чего мы его добились нужно углубляться в математику, в сухом остатке — мы исправляем ошибки быстрее, чем это делают другие алгоритмы. —   Как вы пришли к идее квантового блокчейна? —   Для меня лично долгое время тема блокчейна  существовала  в параллельной реальности. Мои сокурсники  (теперь — коллеги по работе в проекте и разработчики программной платформы) Николай Пожар и Максим Ануфриев в какой-то момент рассказали мне о биткоине — у них были кошельки какой-то криптовалюты. Я в тот момент занимался изучением ультрахолодных атомов, сверхпроводимости.  Пока я был  ближе к  фундаментальной науке, было не до «хайпа». Потом я стал  больше читать новостей про IT. Помню, что заинтересовался блокчейном, когда  о его использовании объявила Acronis (компанию возглавляет Сергей Белоусов, один из основателей РКЦ, речь идет о применении блокчейна для удаленной идентификации  - Forbes).  Михаил Лукин, профессор Гарварда и один из основателей РКЦ, говорил как-то, что по-настоящему прорывные открытия появляются в соединении  двух известных технологий, которые всем нравятся. Мы работали с квантовыми коммуникациями, поднималась очередная волна «хайпа» вокруг блокчейна.   В какой-то момент у меня в голове щелкнуло: давайте их  и «склеим».   —   Насколько объективно велика угроза блокчейн-сети со стороны потенциального появления квантового компьютера? —   Криптографические алгоритмы, предполагающие решение сложных математических задач, применяются повсеместно, — и  в блокчейн тоже.  Например, в его протоколе используется  электронно-цифровая подпись,  построенная на RSA (алгоритм, который основан на том, что умножать числа проста, а разлагать большие числа на множители — тяжело) или других подобных алгоритмах. Подпись —  один из главных элементов блокчейна, «сломав» её, можно поставить под удар всю систему.  Чтобы этого не допустить, можно встроить в сегодняшние криптографические системы алгоритмы, основанные на сложных для квантового компьютера задачах.  И над задачами такого уровня сложности уже работают  - например,  в проекте The Quantum Resistant Ledger (QRL). Казалось бы, зачем тогда квантовая криптография? Все дело в том, что  есть «вечно ценная» информация,  и  её нельзя защищать методами, уязвимыми к прогрессу технологий. А используя квантовые коммуникации как абсолютно надежную основу для защиты информации, можно заменить все слабые элементы. В том числе, и в блокчейне. С этой идеей мы подошли к созданию и тестированию   квантово защищенной блокчейн-платформы. Вначале мы хотели сделать квантово-защищенный приватный блокчейна с доверием. Когда к работе подключился   Александр Львовский (профессор РКЦ и Университета Калгари — Forbes), он предложил пойти дальше и создать  протокол для квантово-защищенного блокчейна в рамках  глобальной сети, в которой все друг друга идентифицируют с помощью квантовых коммуникаций и  ждут друг от друга подвоха.  Эту идею поддержал и Юрий Курочкин, глава проекта РКЦ по квантовой криптографии, и генеральный директор РКЦ Руслан Юнусов. Мы решили использовать недавно разработанную сеть квантовых коммуникаций для канала связи Газпромбанка. —   Что вы изменили в блокчейне, чтобы  он стал «квантовым»? —   Блокчейн —  распределенный реестр записей, объединяемых в блоки. Записи в реестр могут вносить все,  а история защищена от модификаций.  При этом рользователи предлагают свои записи, подписывая их с помощью электронно-цифровой подписи, а связь блоков происходит с помощью хэш-функций (подробнее о принципах формирования блоков в блокчейне — в другом материале Forbes). Именно генерация подписи на основе алгоритма, уязвимого к появлению квантового компьютера,  — «слабое звено» подобной системы. В нашей блокчейн-платформе тот факт, что вы получаете сообщения от конкретного пользователя, гарантируется квантовыми коммуникациями. С помощью квантовых коммуникаций пользователи сети получают ключи, именно они  используются для аутентификации. Ключи передаются с помощью наших устройств квантовых коммуникаций и обычный линий связи. —   Как вы внедрили новый способ создания ключей в сеть квантовых коммуникаций? — Для нашей блокчейн-сети, где никто никому не доверяет,  сеть должна быть построена исходя из парадигмы «все связаны со всеми». У всех  участников  есть попарные устройства квантовых коммуникаций. С помощью квантовых коммуникаций все пользователи пересылают транзакции со специальными аутентификационными хэш-тегами. Наш блокчейн работает в этом смысле, как обычно: на основе транзакций с помощью алгоритма консенсуса формируются блоки,  узлы сети добавляют новые блоки.   Что потребовалось изменить в эксперименте  в Газпромбанке, где в сети  связывались две точки? Мы привыкли общаться в сетях с множеством пользователей, и нам нужно было расширить число участников.  Как быть, если защищенный канал квантовой связи может соединить только две точки и только напрямую?  Можно строить квантовые сети — аналог обычный сетей, где пользователи связаны друг с другом квантовыми коммуникациями. Это прямолинейный и дорогой способ.  А можно строить квантовые сети через «доверенных повторителей» (они работают на классических алгоритмах).  Сети квантовых коммуникаций уже есть в  США, Европе, Японии и Китае. В цикле экспериментов этой весной мы разработали свою сеть из трех узлов  - в ней   могут общаться уже не два пользователя, как в самом первом эксперименте, а  три. Это уже было большим достижением. Важно то, что  мы соединили не идентичные устройства, а приборы, реализующие разные оптические схемы, одна из который была придумана в РКЦ. Дальше мы эту есть использовали для аутентификации. По специальному алгоритму пользователи к сети добавляют специальную часть — аутентификационный тег, который указывает на то, что мы общаемся точно с этим пользователем, а не другим, и что его сообщения не подделывают. Дальше мы написали программное обеспечения для  формирования блоков. Так и был запущен наш квантовый блокчейн. Так что получается, что сети существуют, наша не была первой, а вот  блокчейн-приложение мы реализовали действительно первыми. Уверен, для развития всей сферы квантовых коммуникаций очень важно искать все новые перспективные применения, развивать новые приложения.   — Как  удалось продемонстрировать  принцип работы блокчейн-плафтормы? — Мы добились генерации ключей в рамках нашей квантовой сети. На основе этих ключей мы разработали алгоритм аутентификации узлов. Он основывается на специальном математическом методе. Из сообщения и секретного ключа получается добавка (тэг) к сообщению, которая указывает на правильность сообщения. При этом для тэга используются ключи из квантовых коммуникаций.   Дальше испытали способ построения блоков. Здесь можно далее экспериментировать с архитектурой сети: в дальнейшем, возможно,  можно будет отказаться от принципа «все соединены со всеми» и  предположить, что кто-то связан с ограниченным числом участников, Но нужно дополнительно исследовать вопрос доверия в такой конфигурации.   Кроме того,  в будущем мы хотим попробовать использовать разные методы формирования блоков — они могут варьироваться для разных приложений. В блокчейн-сообществе до сих пор нет универсальных решений, и мы тоже будем  гибкими.   — Каковы инвестиции в подобные проекты?   — Вся работа   велась в рамках уже полученных инвестиций от Минобрнауки  и Газпромбанка на проект по квантовой криптографии. Теперь, после   демонстрации принципа квантового блокчейна, нужно создавать продукты —  дорабатывать платформу и создавать блокчейн-приложения с  бизнес-логикой.  Например, можно работать над умными контрактами: в блокчейн можно записать выполнение условий   того или иного соглашения. Эти условия нельзя  будет модифицировать, а обязательства в рамках контракта будут выполняться автоматически.   Представьте себе тотализатор на «умном контракте». Вы поставили деньги на победу «Ювентуса» в Лиге Чемпионов. В тотализаторе на «умном контракте» заложен программный код, которые сработает тогда, когда тотализатор получит из надежного источника информацию о результате матча. Тогда вы получите деньги. Инвестиции в проект по развитию квантового блокчейна могут составлять десятки и сотни миллионов рублей в зависимости от амбициозности конечной цели. Если для этого строить, например, межбанковскую квантовую сеть и запустить платформу для отслеживания финансовых транзакций, а также, например, шифрования некоторой информации, то работы еще много. Нужны заинтересованные лица для драйва проекта. Например, Герман Греф приглашал Александра Львовского с выступлениями о квантовых технологиях в Сбербанк. Я также читал, что у Сбербанка есть интерес к блокчейнам. Это круто и прогрессивно, надеюсь, что квантово-защищенный блокчейн привлечет еще больше внимания. — На ваш взгляд, каковы самые  перспективные в ближайшем времени примеры внедрения блокчейн в существующие сети квантовых коммуникаций?   — Я предполагаю, что в первую очередь это защита финансовой инфраструктуры (шифрование платежных документов и отслеживание финансовых транзакций банков) и защита «умной» инфраструктуры (например, Smart Grid).   —  А в долгосрочной перспективе?   — В будущем, мне кажется, квантовые коммуникации будут играть большую роль для защиты генетической информации. Генетическая информация человека и другие данные должны надежно храниться в течение всей жизни. Информация должна сохранять целостность,  к ней не должно быть доступа ни у кого, кроме владельца и очень ограниченного круга лиц.  Тут квантовые коммуникации подходят прекрасно. Человеческий фактор всегда будет играть большую роль в вопросах безопасности. Блокчейн-технологии врываются в нашу жизнь, и  задача защиты этой технологии, на мой взгляд, крайне актуальна.  В целом,  поскольку в мире циркулирует огромное количество разной информации, для её защиты всегда будут использоваться разные меры. Такой вот плюрализм.  Это очень консервативная сфера, поэтому внедрение новых алгоритмов или «железных» решений  - как раз таких, как квантовая криптография —  не до конца вытеснит те средства защиты информации, которым люди доверяют много лет.   Источник:  www.forbes.ru

26 июня, 21:49

О внимании к деталям (Фейнман)

(Июнь 2017) Окончание «двух-сюжетного» материала. Сюжет второй – о малоизвестных фактах и до сих пор неясных моментах из научной биографии физика-теоретика, нобелевского лауреата Ричарда Фейнмана. На сайте-агрегаторе «хакерских новостей», где тусуется по преимуществу публика из той весьма широкой категории ИТ-специалистов, которую обобщенно именуют «программисты», в очередной раз мелькнула тема под названием Feynman sprinkler или «Разбрызгиватель … Читать далее О внимании к деталям (Фейнман) →

22 июня, 07:50

Михаил Делягин: «Не вижу факторов, которые помогут избежать срыва в глобальную депрессию»

«Главная причина ценностного разрыва с Западом в том, что западная цивилизация существует ради прибыли, а наша при всех пороках — ради человека», — считает директор Института проблем глобализации Михаил Делягин. На круглом столе в московском офисе «БИЗНЕС Online» Делягин рассказал, как и когда мир будет срываться в глобальную депрессию, почему все страны, кроме Китая, находятся под внешним управлением и много ли у России преимуществ. Приводим стенограмму выступления и его обсуждение.

21 июня, 12:47

Физики впервые "столкнули" лучи света при комнатной температуре

Американские физики впервые заставили единичные частицы света взаимодействовать между собой при комнатной температуре. Исследование открывает огромные перспективы для создания сверхбыстрых обычных компьютеров и их больших квантовых собратьев.

20 июня, 14:35

Ученые впервые получили «жидкий свет» при обычной температуре

Физики впервые в истории получили «жидкий свет» при комнатной температуре, сделав эту необычную форму материи более доступной, чем когда-либо. Она представляет собой одновременно смесь из сверхтекучей жидкости, обладающей нулевым уровнем трения и вязкости, и своего рода конденсата Бозе — Эйнштейна, который нередко называют пятым состоянием материи. Эти свойства позволяют свету фактически обтекать вокруг находящихся перед […]

14 июня, 22:40

Письма Эйнштейна о боге и Израиле выставлены на аукцион

Письма были адресованы Дэвиду Бому, специалисту по квантовой физике, который был вынужден покинуть США в 1951 году

30 мая, 16:00

Как либералы извращают коллективизм

За последние несколько тысячелетий человечество столкнулось с ошеломляюще огромным количеством катастроф и трагических событий, которыми обязано самому себе. Большинство из этих событий являются следствием одного единственного конфликта между двумя противоположными социальными качествами: индивидуализм против коллективизма. Эти две силы организованного механизма эволюционировали на протяжении многих лет, и, похоже, длительная борьба приближается к своей наивысшей точке, моменту, […]

30 мая, 14:05

Что происходит, когда испаряется сингулярность черной дыры?

Не так просто представить, учитывая все разнообразие форм, которые принимает материя во Вселенной, что на протяжении миллионов лет существовали только нейтральные атомы газа водорода и гелия. И точно так же трудно представить, что однажды, через квадриллионы лет, все звезды померкнут. Останутся лишь останки нашей пока еще живой Вселенной и… черные дыры. Но и они не будут жить вечно. В связи с чем рождается интересный вопрос. Что произойдет, когда черная дыра потеряет достаточно энергии вследствие излучения Хокинга, так что ее энергетическая плотность больше не сможет поддерживать сингулярность с горизонтом событий? То есть когда черная дыра перестанет быть черной дырой из-за излучения Хокинга?

30 мая, 12:00

Что происходит, когда испаряется сингулярность черной дыры?

Не так просто представить, учитывая все разнообразие форм, которые принимает материя во Вселенной, что на протяжении миллионов лет существовали только нейтральные атомы газа водорода и гелия. И точно так же трудно представить, что однажды, через квадриллионы лет, все звезды померкнут. Останутся лишь останки нашей пока еще живой Вселенной и… черные дыры. Но и они не […]

28 мая, 07:35

Физик рассказал, как ученые превращают алмазы в квантовые компьютеры

Сейчас мы работаем над созданием долговременной квантовой памяти на базе кремниевых центров. Для этого мы охлаждаем их до температуры порядка 20 милликельвинов, что в 200 раз меньше температуры кипения жидкого гелия. При таких температурах атомы углерода полностью "замораживаются", благодаря чему коллективные колебания атомов в кристаллической решетке алмаза, мешающие работе квантовой памяти, так называемые фононы, полностью исчезают.

27 мая, 09:29

Квантовый блокчейн сделают Россию станет мировым ФРС?

Российские ученые первыми в мире протестировали технологию «квантового блокчейна», которая позволяет хранить и верифицировать финансовые, коммерческие и другие данные. В Российском квантовом центре разработали блокчейн - криптографически защищенную общую базу данных, копии которой одновременно хранятся у всех участников сети. По данным ученых, разработка создана и впервые опробована в России «в реальных жизненных условиях». Эксперты подчеркнули, что "технология позволяет обойтись без посредников и третейских судей, которые контролируют честность сделки и наказывают за мошенничество. Футурологи полагают, что на базе блокчейна будет создана экономика будущего - без арбитражных судов, банков и налоговой полиции, поскольку честность каждого контрагента будет удостоверяться такой распределенной системой". 

27 мая, 09:00

Может ли сознание человека влиять на физический мир?

Пожалуй, один из самых интригующих и интересных феноменов в квантовой физике был в том, что Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии», также известным как квантовая запутанность. Этот квантовый эффект лежит в основе работы квантовых компьютеров, поскольку квантовые биты (кубиты) полагаются на запутанность для обработки данных и информации. Также это явление лежит в основе теории возможной […]

05 сентября 2016, 18:00

"Волшебный двигатель" отправят в космос

Спутник компании Cannae из шести юнитов CubeSatОживленное обсуждение вызвал в свое время пост про Безтопливный двигатель работает, но никто знает почему. Я всегда был сторонником того, что спор должен решится конкретным фактом использования или просто временем. Что касается именно этого двигателя, то похоже развязка приближается. Вот немного в продолжении этой темыЭксперты и энтузиасты с 2003 года спорят о возможности существования гипотетического «волшебного» электромагнитного двигателя EmDrive. Принцип его работы очень простой: магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, а факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги. Так создаётся тяга в замкнутом контуре, то есть в системе, полностью изолированной от внешней среды, без выхлопа.При желании, собрать свой собственный EmDrive может любой желающий, у которого есть паяльник и ненужная микроволновка.С одной стороны, этот двигатель вроде бы нарушает закон сохранения импульса, на что указывают многие физики. С другой стороны, британский изобретатель Роджер Шойер (Roger Shawyer) свято верит в работоспособность своего EmDrive — и у него много сторонников (см. несколько сотен страниц обсуждений на форуме NASASpaceFlight). Проведённые испытания на Земле (результаты 22 зарегистрированных испытаний) как будто подтверждают работоспособность EmDrive.Наконец пришло время положить конец спорам.--------------------------------------------Окончательную точку в спорах намерен поставить Гвидо Петта (Guido Fetta) — единомышленник Шойера и конструктор ещё одного гипотетического двигателя Cannae Drive, который работает на том же принципе: генерация микроволн и создание тяги в замкнутом контуре без выхлопа.17 августа 2016 года Гвидо Петта объявил, что намерен запустить экспериментальный образец Cannae Drive на орбиту — и проверить его в действии. Гвидо Петта является исполнительным директором компании Cannae Inc. Сейчас компания Cannae Inc. лицензировала технологию электромагнитного двигателя фирме Theseus Space Inc., которая выведет на низкую околоземную орбиту спутник CubeSat.Среди основателей компании Theseus Space — сама Cannae Inc., а также малоизвестные фирмы LAI International, AZ и SpaceQuest.Дата запуска пока не объявлена. Возможно, энтузиастам удастся собрать деньги и построить экспериментальный аппарат в 2017 году.Единственная задача этого спутника — испытания двигателя Cannae Drive в течение шести месяцев. Спутник попробует передвинуться с помощью электромагнитной тяги Cannae Drive.Разработчики Cannae Drive заявляют, что их двигатель способен генерировать тягу до нескольких ньютонов и «более высоких уровней», что лучше всего подходит для использования в маленьких спутниках. Двигателю не требуется топлива, у него нет выхлопа.Объём двигателя на спутнике CubeSat — не более 1,5 юнитов, то есть 10×10×15 см. Источник питания — менее 10 Вт. Сам спутник будет состоять из шести юнитов.Спутник компании CannaeСразу после успешной демонстрации на орбите компания Theseus Space намерена предложить новый двигатель сторонним производителям для использования на других спутниках.По расчётам Cannae, более массивная версия электромагнитного двигателя весом 3500 кг способна доставить груз массой 2000 кг на расстояние 0,1 светового года за 15 лет. Общая масса такого аппарата вместе с системами охлаждения и другими деталями составит 10 тонн.Испытания электромагнитного двигателя Cannae с гелиевым охлаждениемЕсли работоспособность двигателя подтвердится в результате надёжного повторяемого научного эксперимента, то учёным придётся найти объяснение этому феномену. Сам Роджер Шойер предполагает, что принцип работы двигателя основан на специальной теории относительности. Двигатель преобразовывает электричество в микроволновое излучение, которое испускается внутри закрытой конической полости, что приводит к тому, что микроволновые частицы прилагают к большей, плоской части поверхности полости, большее усилие, чем в более узком конце конуса, и тем самым создают тягу.Шойер уверен, что такая система не противоречит закону сохранения импульса.Гвидо Петта предлагает похожее объяснение в описании патента США № 20140013724, упоминая силу Лоренца — силу, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу.Исследователи НАСА, которые испытывают EmDrive, предполагают, что тяга создаётся благодаря «квантовому вакууму виртуальной плазмы» частиц, которые появляются и исчезают в замкнутом контуре пространства-времени. То есть систему на самом деле не изолированная, поэтому она не нарушает закон сохранения импульса благодаря эффектам квантовой физики.Собрать прототип может любой желающий, буквально из нескольких кусков меди и старого магнетрона от китайской микроволновки. Соблюдать какие либо пропорции точно не требуется.Достаточно, что-бы получившаяся конструкция была условно конической формыРазработка EmDrive в целом игнорируется научным сообществом, хотя некоторые эксперименты всё-таки проводятся. Например, в 2012 году группа китайских физиков опубликовала результаты измерений тяги электромагнитного двигателя, которая составила 70-720 мН при мощности микроволнового излучателя 80-2500 Вт, при ошибке измерений менее 12%. Это слегка превышает тягу ионного двигателя, сопоставимой массы и энергетической мощности.Энтузиасты уверены: если EmDrive работает, то в перспективе станет возможным создание не только эффективных космических двигателей, но и летающих автомобилей, а также кораблей, самолётов — любого транспорта на электромагнитной тяге.Компания Cannae — не единственная, кто хочет проверить работу электромагнитного двигателя в космосе. Немецкий инженер Пол Коцыла (Paul Kocyla) сконструировал маленький карманный EmDrive, а сейчас собирает деньги в рамках краудфандинговой кампании. Чтобы запустить прототип в космос на мини-спутнике PocketQube, требуется 24 200 евро. За три месяца удалось собрать 585 евро.Прототип EmDrive немецкого инженера Пола КоцылыНедавно научные работы Шойера были опубликованы в открытом доступе. «По всему миру люди измеряли тягу. Одни строили двигатели у себя в гаражах, другие — в крупных организациях. Все они выдают тягу, тут нет великой тайны. Кто-то думает, что здесь некая чёрная магия, но это не так. Любой нормальный физик должен понять, как оно работает. Если кто не понимает, ему пора менять работу», — категорично заявил британский инженер.источник

23 ноября 2015, 16:50

Новые квантово-фотонные чипы - путь для создания технологий безопасных оптических коммуникаций

Исследователи из Королевского мельбурнского технологического университета (RMIT University in Melbourne) уже достаточно давно занимаются разработкой квантовых технологий, призванных обеспечить работу безопасных коммуникационных систем и квантовых вычислительных систем. А недавно группе, работающей на экспериментальной установке RMIT MicroNano Research Facility и возглавляемой профессором Дэвидом Моссом (David Moss) удалось добиться реализации технологии создания запутанных пар фотонов, технологии, которая умещается на поверхность кристалла крошечного чипа.читать далее

Выбор редакции
23 октября 2015, 15:35

Создан материал, в котором свет движется фантастически быстро

Сотрудники Гарвардского университета разработали средства управления светом на наноуровне. Технология в будущем может использоваться для замены электронных коммуникаций фотонными, а значит, это ещё один шаг от традиционных компьютеров к квантовым. В основе метаматериала – кремниевые стойки, погруженные в полимер и покрытые золотой пленкой. Показатель преломления материала близок к нулю – это означает, что свет проходит сквозь него бесконечно быстро, при этом никакие законы физики не нарушаются. Как известно из школьного курса физики, скорость света, равная 299 792 458 м/с, является самой быстрой во Вселенной. Однако при анализе явлений может рассматриваться и фазовая скорость света, с которой движутся гребни световой волны. Оценка фазовой скорости позволяет понять, насколько длина световой волны сокращается или увеличивается в процессе прохождения через материал. К примеру, если вы направите световой луч в воду, то длина его волны уменьшится по сравнению с соответствующим значением в воздухе, потому что оптическая плотность воды в 1,3 раза выше, чем у воздуха. И, напротив, если источник света находится на дне бассейна, то при выходе светового луча из воды длина волны увеличивается. Если вы располагаете материалом, показатель преломления которого равен нулю,  ситуация в корне меняется. Когда свет проходит сквозь него, гребни и впадины волны растягиваются, стремясь к бесконечности, и колебания рассматриваются уже не как фактор времени, но пространства. За счет выравнивания волны светом проще управлять без потери энергии. И промышленный потенциал разработки фактически безграничен – это и квантовые компьютеры, и сверхскоростные телекоммуникационные системы, и другие высокотехнологичные решения.

05 октября 2015, 22:25

Прорыв: представлен первый модуль квантового процессора

Полноценный вычислительный модуль, созданный австралийскими физиками, включает пару кремниевых кубитов и способен выполнять операции класса ИЛИ. По словам ученых, это серьезный шаг к реализации универсального квантового компьютера, производительность которого будет значительно выше традиционных современных аналогов. Над созданием компонентов для квантового компьютера Эндрю Дзурак и Андреа Морелло из университета Нового Южного Уэльса работают на протяжении нескольких лет. В 2010 году ученые представили первый одноэлектронный квантовый транзистор, спустя два года – кремниевый кубит, в основе которого лежал атом фосфора. В 2013 году технологию создания кремниевого кубита австралийские исследователи  обновили, собрав принципиально новую версию компонента, позволяющую считывать данные с него со 100% точностью и остающуюся стабильной в течение длительного времени. Фактически после этого ученым оставалось лишь придумать способ объединения подобных кубитов, применяя для этого полупроводниковые технологии, на которых построены и сами ячейки памяти квантового компьютера. Первоначально налаживать связь между отдельными кубитами получалось лишь при помощи сверхпроводников или же при сверхнизких температурах. Решение было найдено: в кубите атом фосфора заменили атомом редкого изотопа кремния - кремния-29. Структура кубита была изменена таким образом, что он стал ближе к обычному полевому транзистору, который используется практически во всех компьютерных процессорах. Расположив новые кубиты рядом и соединив друг с другом их затворы, физики смогли объединить ячейки памяти. Новая структура, созданная ими, называется CNOT-вентилем и является аналогом устройства, которое в классических микросхемах выполняет операцию ИЛИ.

19 сентября 2015, 18:38

Вопрос науки. Перезапуск коллайдера на новых мощностях

В ЦЕРНе работают над проектом SHIP, направленным на поиск частиц темной материи. Наступила вторая стадия эксперимента. Протоны движутся на пять метров в секунду быстрее, чем на первом этапе. Что означают пять метров в секунду в терминах скорости протонов? Из чего состоит темная материя? И почему современная теория об устройстве Вселенной не предусматривает частиц, из которых она могла бы состоять? Будьте в курсе самых актуальных новостей! Подписка на офиц. канал Россия24: http://bit.ly/subscribeRussia24TV Последние новости - http://bit.ly/LastNews1 Вести в 11:00 - https://bit.ly/Vesti11-00-2015 Вести. Дежурная часть - https://bit.ly/DezhChast2015 Большие вести в 20:00 - http://bit.ly/Vesti20-00-2015 Вести в 23:00 - https://bit.ly/Vesti23-00-2015 Вести-Москва с Зеленским - https://bit.ly/VestiMoskva2015 Вести в субботу с Брилёвым - http://bit.ly/VestiSubbota2015 Вести недели с Киселёвым - http://bit.ly/VestiNedeli2015 Специальный корреспондент - http://bit.ly/SpecKor Воскресный вечер с Соловьёвым - http://bit.ly/VoskresnyVecher Поединок - https://bit.ly/Poedinok2015 Интервью - http://bit.ly/InterviewPL Реплика - http://bit.ly/Replika2015 Агитпроп - https://bit.ly/AgitProp Война с Поддубным - http://bit.ly/TheWar2015 Военная программа Сладкова - http://bit.ly/MilitarySladkov Россия и мир в цифрах - http://bit.ly/Grafiki Документальные фильмы - http://bit.ly/DocumentalFilms Вести.net - http://bit.ly/Vesti-net Викторина с Киселевым - https://bit.ly/Znanie-Sila

04 сентября 2015, 13:18

Субатомная конкуренция сверхдержав в погоне за сверхвозможностями

Квантовые технологии в будущем обещают невероятные возможности тем, кто сможет подчинить себе мир субатомных частиц. Однако даже просто наблюдение за субатомными частицами невероятно сложно, поскольку их поведение разнится в зависимости от того, наблюдают за ними или нет