Команда исследователей из Университета МИСИС, Российского квантового центра и компании «КуСпэйс Технологии» успешно провела эксперимент по передаче квантово-защищенных сообщений между Россией и Китаем.
Для этого использовался спутник квантовой связи «Мо-цзы», разработанный китайскими учеными. Эксперимент включал передачу сообщений и криптографических ключей на расстояние более 3500 км.
Для защиты информации традиционная криптография использует математические алгоритмы, а квантовая основывается на физике. Если информация закодирована в одиночные кванты, то её невозможно считать незаметно. Серьезным ограничением для такого подхода является необходимость установки промежуточных доверенных узлов из-за ослабления оптического сигнала в оптоволокне, по которому передаются фотоны.
Для решения данной задачи в 2016 был запущен «Мо-цзы», который с тех пор является ключевым элементом китайской квантовой сети — передача ключей через спутник в космосе, где отсутствуют факторы, ослабляющие оптический сигнал, обладает значительным преимуществом перед использованием волокна.
Для передачи криптографических ключей были задействованы китайская станция в Наньшане и специально созданная российская наземная станция в Звенигороде. В рамках эксперимента исследователи успешно обменялись закодированными изображениями с изречением философа Мо-Цзы и определением оператора плотности смешанного квантового состояния, которое ввёл Лев Ландау.
В своем исследовании ученые дополнительно изучили возможные уязвимости, возникающие в квантовых коммуникациях на практическом уровне. В теории квантовая криптография позволяет добиться стойкости защиты, которая гарантируется законами физики. На практике возникают определенные сложности, в частности, устройства для приема одиночных фотонов могут работать по-разному, что открывает возможности для атаки. В проведенном эксперименте эта лазейка была устранена. Полученные результаты позволят в дальнейшем стать ближе к созданию высокоскоростных квантово-защищенных спутниковых систем связи в России.
Летом 2023 года с космодрома «Восточный» был запущен прототип квантового спутника, малый космический аппарат «Импульс-1», разработанный НИТУ МИСИС и компанией «КуСпэйс Технологии», на котором находится оборудование, позволяющее тестировать передачу информации по лазерному каналу связи. Спутник с таким функционалом запущен в России впервые. Сеансы связи проходят в штатном режиме.
