Создано устройство для абсолютной защиты связи
Информация порой стоит дороже золота. Так было в годы Второй мировой войны, когда гениальный английский математик Алан Тьюринг взломал код шифровальной машины немецкого ВМФ "Энигма", что значительно повлияло на ход боевых действий. Тем более это актуально сегодня, когда мировые финансы переходят "на цифру" и набор чисел, передаваемых по линии связи, может в буквальном смысле стоить миллиарды рублей.
С началом компьютерной эры (одним из пионеров которой как раз и был Тьюринг) стало ясно, что любой шифр можно взломать. Выход нашли в том, чтобы максимально осложнить этот процесс - для расшифровки современных кодов нужны месяцы и даже годы работы мощных компьютеров. Но физики всего мира работают над созданием "квантового компьютера", который будет работать по физическим законам микромира и сможет взломать любой код за минуты. И что же, тогда секретов в мире не останется?
Как говорил один из персонажей культовой кинокомедии "Кавказская пленница": "Кто нам мешает, тот нам и поможет". Используя опять же физические особенности микромира, а точнее знаменитый "принцип неопределенности", можно добиться абсолютной защиты информации. Идея основана на том, что данные переносят отдельные частицы, например, фотоны. И если кто-то попытается перехватить ее и прочесть сообщение, то он неизбежно внесет изменения в свойства частицы, то есть испортит передаваемые данные. И это сразу заметит получатель информации. Таковы непреложные законы квантовой механики.
Первый протокол квантовой криптографии разработали американские ученые Чарльз Беннет и Джил Брассард в 1984 году. Через пять лет они смогли передать информацию со скоростью 10 бит/с на расстояние 30 сантиметров.
С тех пор ученые научились передавать информацию с абсолютной защитой от взлома по стандартному оптоволокну на расстояние до 150 километров и на порядки увеличили скорость передачи данных. Сегодня проводятся эксперименты и с беспроводной технологией.
В России пионером в этой области был Институт физики полупроводников Сибирского отделения РАН. В Академгородке еще в 2012 году была запущена первая в стране оптоволоконная линия связи длиной 25 километров с использованием протокола квантовой криптографии.
Но развитие и внедрение квантового шифрования сдерживают технические сложности - требуется уникальное оборудование, которое в России не производят. Ключевым устройством является детектор одиночных фотонов, прибор должен не просто считать элементарные частицы поштучно, а принимать закодированную в их квантовом состоянии информацию. От того, насколько эффективно оно работает, зависит надежность связи. Такие детекторы выпускают всего три фирмы в мире, ведущий производитель - компания из Южной Кореи. Очевидно, что с Россией подобными технологиями делиться никто не будет, ведь они используются не только в финансовой сфере, но и в интересах спецслужб.
- У детектора одиночных фотонов есть две ключевых характеристики - темновой ток и фоточувствительность, - рассказал завлабораторией нелинейных резонансных процессов и лазерной диагностики ИФП СО РАН Игорь Рябцев. - Научной группе в нашем институте удалось получить хорошие показатели темнового тока - он низкий, его характеристики на уровне тех, что демонстрируют мировые производители. Сейчас идет работа над улучшением фоточувствительности. Такой детектор - уникальное изделие, в России их не делает никто.
Ученые усовершенствовали разработанную ранее конструкцию детектора одиночных фотонов на базе лавинного фотодиода и получили патент на одну из ключевых операций - легирование цинком.
- Такой технологический этап в нашей стране в настоящее время могут осуществить только в Институте физики проводников, - заключил член-корреспондент РАН Игорь Рябцев.
