12.9.3. Кванттық криптография жоспарлары

Әлемде кванттық криптография саласында белсенді зерттеулер жүргізіп отырған бірнеше ұйымдар бар. IBM-де 1984 жылы Чарльзом Беннеттің басқару тобының бастаған кванттық есептеулер саласында маңызды зерттеулері жалғасуда. IBM-нің кванттық криптографиядағы тәжірибелік жетістіктері туралы соңғы жылдары мәлімет аз; бұл жұмыстарға жарнама жасалмайды. Кванттық криптография саласындағы зерттеулер Кембриджде орналасқан ToshibaResearchEurope европалық зерттеу орталығында да жүргізілуде. Оларға жартылай ағылшын үкіметі демеушілік жасап отыр; онда кембридж университеті және Лондондағы империал-колледжі қызметкерлері қатысады. Ұлыбританияның қорғаныс министрі қолдап отырған, QinetiQ зерттеу корпорациясы да кванттық криптография саласындағы зерттеулермен айналысады. Кванттық криптография саласындағы зерттеулермен айналысатын компаниялар арасында - ЛосАламостегі GAP)Optique, Mitsubishi Ұлттық зертхана, Калифорния технология институты (Caltech),сонымен қатар жас компания MagiQ бар. 2004 жылдың наурызында Европалық одақ 13 млн доллар қаржылы «Кванттық есептеулер негізіндегі қауіпсіз коммуникациялар» (SecureCommunicationswithQuantumComputing) бағдарламасын таратты. Жоба авторлары түпкілікті нәтижесінде оларға бұзу қаупінен абсолютті қорғанысқа кепілдік беруші криптографиялық жүйе құру мүмкіндігі туатынына үміттенеді. Жобаға Австрия, Бельгия, Ұлыбритания, Канада, Чехия, Дания, Франция, Германия, Италия, Швеция, Швейцария және Ресей мамандары қатысады. Жаңа криптографиялық құрылым негізіне SECOQC (SecureCommunicationbasedonQuantumCryptography) жүйесі енгізілетіні болжанды, бұл жүйе белгі арқылы берілген мәліметтерді тарату үшін ғана емес, сонымен бірге мәліметтерді шешу үшін қолданылатын криптографиялық белгілерді қауіпсіз генерациялау және алмастыруға да арналған. 2008 жылы SECOQC бағдарламасымен жұмыс жүргізуші ғалымдар алдыңғы екі-үш жылда іс жүзінде бұзып ашуға болмайтын технология коммерциясына әкелетін жүйенің сынақтан табысты өткендігі туралы есеп берді. Мұндай оқиға қауіпсіздікті қамтамасыз ету технологиясындағы зор табыс болады. Пайдаланушылар белгілермен жұмыс жүргізудіегі жалықтыратын мәселерден құтылады, өйткені кез келген кванттық белгі кездейсоқ генерирленеді және әр қолдану үшін қолайлы. Ал белгілердің өздерін бұзып ашуға болмайды, өйткені олардың фотон ауыстырғыштарын жинақтау және өңдеу үшін арнайы қабылдағыш қажет болады. Кванттық есептеу желілерін құру жолындағы ілгері дамуға қол жеткізгендер Джорждия штатының Технологиялық институтының ғалымдары Н. Мацукевич пен А. Кузьмич. Олар рубидий атомдары жағдайларында белгі қойылған ақпаратты біртекті фотондар жағдайларына ауыстыру технологиясын жасақтаған. Мұндай ауыстырудың масштабты кванттық компьютерлерді, сонымен қатар квантты желілік технологияны жүзеге асыру үшін үлкен маңызы бар. Бұл әдістемені 7-10 жылдан кейін қолдануға мүмкін болады.

Алғашқы әрекет етуші кванттық криптография жүйелері. 2004 жылдың маусымында Кембриджде (Массачусетс, АҚШ) әлемде алғаш рет екіден көп тораптан тұратын, байланыс қауіпсіздігі кванттық криптография көмегімен қамтамасыз етілетін QuantumNet компьютер желісі іске қосылды. Желі Кембридж және Гарвард университеттерінің компьютерлерін байланыстырды. Соңынан бұл жеіге Бостон университетінің де компьютерлері қосылды. Әзірге QuantumNet Интернепен интегрирлендіретін алты серверден тұрады. Qnet-тегі мәліметтер кембридждік компания BBNTechnologies мен Гарвард университеті арасындағы 10 км-ге созылған опто талшықты арналар бойымен беріледі.

Криптографиялық белгі біртекті фотондар топтамасының поляризация жағдайларында қойылды. Бұл жасақтаудың комерциялық енгізілуімен келісім-шарт негізінде британдық QinetiQ компаниясы айналысатын болады.

2008 жылы Еуропада Австрия астанасы – Вена қаласында кеңінен етек алған компьютерлік желілер жұмысының негізінде енгізілген кванттық криптография жүйесі жүзеге асырылды. Жасақтаушылардың өздері желіні «бұзып ашуға болмайды» деп атайды, өйткені ол базалық физикалық қағидаларға сүйенеді, оларды бұзу ақпараттың реттілігін бұзуға әкеледі.Іс жүзінде бұл жүйенің өзіне өзі белгі қоятындығын білдіреді. Желілердегі жарық фотондары «белгі қоюды» және ақпаратты бір мезгілде ұсынады. Әзірге желіге Siemens компаниясының алты австриялық кеңсесі біріккен осы өндіруші мәліметтерге белгі қою белгіні ашу кванттық жүйелері үшін жабдық құрастырып шығарды. Жүйе компьютердің жүйелік блогы өлшеміндей, жарық детекторларымен жабдықталған арнайы бокстардан тұрады. Жабдықтаушылар қолданылған принциптің мамандарға ондаған жылдар бойы таныс екендігін айтады, бірақ мұндай жүйені жүзеге асыру қала көлемінде тек 2008 жылы ғана мүмкін болды. Желі және квантты криптография жүйелерінің жұмысы көрсетілді. Вена университетінің инженерлерінің айтуы бойынша, жақын уақытта осындай жүйелер банк, әскери, өнеркәсіп жіне телекоммуникация салаларында сұранысқа ие болады.

Массачусетс штатында 2005 жылдан бастап QuantumNetwork желісінде АҚШ DARPA алдыңғы қатарлы қорғаныс агенттігінде BBNTechnologies компаниясы жасақтаған жоспарларда кванттық белгілермен мәліметтерді сымсыз тарату желісі әрекет етуде. Қазіргі уақытта ол 10 абонентті біріктіріп отыр, олардың қатарында BBN кеңселері, сонымен қатар Гарвард және бостон университеттері де бар. Жоспарлау нәтижелері бойынша еуропалық ғалымдар мен инженерлер кванттық ақпараттық және коммуникациялық технологияның дамуында нақты жетістіктерге жетіп отыр. Еуропалық ғарыштық агенттік қазірдің өзінен ғарыштық байланыстың қорғанышты арнасын құруды болашақ жахандық желінің элементі ретінде қарастырудың жоспарын құруда.