Группа исследователей из МТУСИ, компаний QRate и «Мостком» провела эксперимент по беспроводной передаче квантового ключа в открытом пространстве на 180 и 3100 метров. Ученым удалось совместить оборудование квантовой защиты информации с технологией лазерной передачи данных и оценить влияние погодных условий на качество их синхронизации.

В ходе эксперимента на крыше зданий МТУСИ были установлены и направлены друг на друга терминалы атмосферной оптической связи «Мостком», предназначенные для обмена данными при помощи лазерного луча. Специалисты подключили к этой системе промышленную установку QRate, чтобы исследовать перспективы распределения квантовых ключей по атмосферным каналам связи. На протяжении недели команда проводила работы с оборудованием в городских условиях эксплуатации: при воздействии водяного пара, дождя, снега, тумана, смога, солнечного и искусственного освещения.

До конца года ученые планируют организовать еще одно испытание, результаты которого помогут доработать технологию до стадии коммерческого использования. Это позволит совершать защищенный обмен любыми данными — текстовыми, графическими, звуковыми — в условиях, где проведение оптоволоконного кабеля невозможно или коммерчески невыгодно: например, между высотными зданиями или мобильными объектами, через водные преграды.

В перспективе разработки будут применимы в реализации программ «умного города» и создании беспилотного транспорта. Они также помогут решить проблемы «последней мили» и ограниченного объема радиочастотного спектра в телекоммуникационном бизнесе, военной отрасли и госсекторе.

«В рамках этого сотрудничества мы продемонстрировали совместимость оборудования QRate с системами атмосферной оптической связи «Мостком» в реальных условиях эксплуатации для передачи квантовых ключей. Второй эксперимент в серии испытаний направлен на выработку рекомендаций по модернизации систем, реализовав которые мы сможем довести до коммерческого внедрения атмосферные квантовые линии. Мы стремимся к тому, чтобы квантово-защищенная передача данных стала доступна большему количеству коммерческих и государственных компаний, реализующих программу «умный город», — сказал Андрей Дремлюга, директор по стратегии компании QRate.

«В настоящее время, когда появление квантовых компьютеров стало реальностью, проблема безопасной передачи криптографических ключей по волоконно-оптическим линиям связи успешно решается за счет использования технологии квантового распределения ключей. Ряд компаний сегодня предлагает коммерческие модели, реализующие эту технологию для волоконно-оптических линий связи. В случае с задачей квантового распределения ключа в свободном пространстве достижения значительно скромнее, и коммерчески доступные решения отсутствуют, фактически в научной литературе описываются лишь лабораторные макеты установок. Поэтому в МТУСИ развернута планомерная работа по поиску эффективных решений проблемы квантового распределения ключа в открытом пространстве. С этой целью университет активно взаимодействует с коммерческими компаниями — лидерами в области квантовой и оптической связи», — отметил Сергей Ерохин, ректор МТУСИ.

«Мы считаем, что развитие технологий, связанных с квантовой криптографией, максимально положительным образом скажется на повседневной жизни граждан, — подчеркнул Борис Огнев, директор по развитию АО „Мостком“. — В первую очередь, это конечно, повысит безопасность систем критической инфраструктуры „умных городов“. Люди будут чувствовать себя в безопасности, зная, что злоумышленник не сможет вторгнуться, к примеру, в серверы теплосетей и оставить без отопления спальный район зимой, или взломать диспетчерские системы служб доставки, отправив беспилотники „Почты России“ в свободный полёт. Справедливо будет упомянуть в этом контексте и работу беспилотных автомобилей, которые связываются с базовыми станциями по воздуху и сами по себе являются транспортом повышенной опасности».

В августе 2021 года исследователи провели первый эксперимент по совместимости оборудования квантовой криптографии и технологии лазерной передачи данных. Тогда в лабораторных условиях ученые протестировали возможность передачи квантовых ключей по атмосферному каналу на расстояние 10 метров.