В январе 2017 года китайские ученые официально начали эксперименты с применением первого в мире квантового спутника. Ряд тестов ставит цель построение первой системы квантовой связи внеземного базирования в течение следующих двух лет. Китайский спутник – первый в своем роде. Его разработали китайские и австрийские ученые в рамках проекта «Квантовые эксперименты космического масштаба» (QUESS). Спутник привлек внимание экспертов и СМИ по всему миру, ведь такие машины необходимы для построения коммуникационной сети, которую не возможно сломать.
Об этом на страницах National Interest пишет почетный профессор Колледжа святого Антония Оксфордского университета и старший научный сотрудник Женевского центра политики безопасности Наеф Аль-Родхан. Он замечает, что с каждым годом современные сети становятся все более легкой мишенью для кибератак. Защитить критически важную информацию становится все труднее. Для правительств возможность защитить свои данные – это большое геостратегическое преимущество.
Читайте такжеБудущее рядом: ученые осуществили квантовую телепортацию в условиях города
Сейчас большинство технологий базируются на классической, ньютоновской физике. Современные технологии используют радиоволны для передачи данных, зашифрованных с помощью сложных математических алгоритмов. Сложность этих алгоритмов как раз и гарантирует, что тот, кто захочет похитить данные в процессе передачи, будет вынужден изрядно попотеть. Но с развитием компьютеров и их мощности, а также с совершенствованием хакерских технологий такие методы связи становятся все более уязвимыми к постороннему вмешательству.
И вот здесь на сцену выходит квантовая физика. В соответствии с квантовой теорией, субатомные частицы могут действовать так, будто они одновременно находятся в двух местах. Этим свойством можно манипулировать, чтобы частицы принимали одно из состояний. Если же за ними никто не наблюдает, тогда они находятся в так называемой суперпозиции, то есть в обоих состояниях одновременно. Как только появляется наблюдатель, частицы приобретают одно из своих состояний. Однако ученые способны перевести несколько частиц в суперпозицию, в которой они становятся взаимозависимыми. Это явление называется «квантовое сплетение».
Китайский спутник стреляет лазером через кристалл, создавая пару фотонов в состоянии «сплетения». Пару разделяют и отправляют на разные станции на Земле. Цель эксперимента – создать коммуникационные ключи, зашифрованные с помощью сплетенных групп фотонов, в которых информация будет закодирована в виде случайных чисел, созданных двумя пользователями. Если третья сторона попробует «скачать» или вмешаться в информацию с помощью одного из лучей сплетенных фотонов, квантовая теория диктует, что ключ шифрования будет изменен, а следовательно его не возможно будет прочитать.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕКитайские ученые создали первую квантовую сеть спутниковой связи
Программа QUESS состоит из трех этапов. Первый ученые недавно завершили. Он предусматривает телепортацию фотона с наземной станции в Китае на спутник с целью создания квантовой сети «земля-спутник». Второй и третий этап более амбициозные и ставят целью добиться квантового сплетение между Пекином и городом Грац вблизи Вены. В 2017 году QUESS объявил о своем первом успехе. Фотоны со спутника сохраняли состояние квантового сплетения на расстоянии 1200 километров. Если добиться стабильности в таком квантовом соединении, можно будет создать суперзащищенную квантовую сеть, добавляя в нее новые спутники.
Последствия появления такой сети для глобальной безопасности будут очень серьезные. Если квантовые технологии будут применять массово, кибератака, перехват или взлом коммуникационных и военных серверов станут просто невозможными. Потому что квантовое шифрование не может наблюдаться третьей стороной. Это против законов физики.
К примеру, сейчас Кремль активно использует кибератаки для политических целей. Россия похитила данные с серверов Демократической партии, чтобы навредить одному кандидату на выборах в США и помочь другому. Такая же тактика была применена против Украины. Квантовые технологии делают эти зловещие российские действия невозможными. Их также можно будет использовать для создания супербыстрого и сверхнадежного интернета, который будет в разы быстрее, чем современный, и абсолютно безопасным. Это покончило бы с кибератаками, цель которых подорвать гражданскую инфраструктуру.
Для военных потенциал квантовых сетей тоже очевиден. Если QUESS добьется успеха, Китай будет иметь преимущество в разведывательных операциях из космоса. Он сможет безопасно для себя проводить наблюдение, навигацию, экологический мониторинг, поддерживать защищенную связь для военных, а также тактические оценки нападения.
Читайте такжеКосмос не может быть местом для войны – Washington Post
Под защитой законов квантовой теории китайские спутники нельзя будет вывести из строя с помощью кибератак. Это означает, что страны-соперники просто не смогут вмешаться в военную систему связи Китая, чтобы забросить в нее некорректные данные или заглушить сигнал. Укрепление возможностей серьезно повысит геополитическую силу Пекина и его лидерство в космических технологиях. Китай получит огромное преимущество в космических и наземных атаках. Обеспеченная квантовыми технологиями армия позволит Пекину сократить доминирование США в международной политике, наделит его глобальным геополитическим и экономическим влиянием. Это может ускорить переход к многополярному мировому порядку, что сыграет на руку Китаю.
К 2030 году Китай собирается создать сеть квантовых спутников, которая будет гарантировать безопасность национального интернета. Однако, существуют серьезные препятствия для достижения этой цели. В частности, проекту еще предстоит серьезно увеличить расстояние, на котором частицы будут сохранять стабильную квантовую связь между двумя станциями на Земле.
