Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

(МТУСИ)

Реферат

КАФЕДРА: «Сетевые информационные технологии и сервисы»

По дисциплине: «Администрирование в информационных системах»

Тема: «Квантовые технологии»

Выполнил студент группы: БСТ000

Поверил:

Старший преподаватель Шалагинов А. В.

______________________________

Москва, 2025

Содержание

Y

Содержание 2

Введение 3

1. Квантовый компьютер 4

2. Квантовый вычисления 6

3. Квантовые коммуникации 7

Заключение 9

Список использованных источников 10

Введение

Сегодня квантовые технологии играют большую роль в информационных технологиях, медицине, обороне государства. Квантовые технологии является сквозной технологией, она сильно поможет в развитии искусственного интеллекта и обработки больших структурированных данных.

Квантовые технологии могут изменить подход к защите данных, с учётом перехода экономики в цифровую плоскость. Квантовые технологии можно применить в государственном управление разных стран.

В российской федерации, аналитический центр, национальной программы «цифровая экономика» участвует в разработке дорожных карт. Госкорпорации также разделили ответственность за развитие отдельных направлений: ГК Ростех - за квантовую сенсорику, РЖД - за квантовые коммуникации, а Росатом - за квантовые вычисления. На работы будут израсходованы как собственные средства компаний, так и средства федерального бюджета, подчеркнул эксперт. [1]

1. Квантовый компьютер

Квантовые вычислительные системы — устройства, использующие явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Такие устройства оперируют кубитами (квантовыми битами), которые могут одновременно принимать значение и логического ноля, и логической единицы. Поэтому с ростом количества использующихся кубитов число обрабатываемых одновременно значений увеличивается в геометрической прогрессии.

Это устройство применяет для вычисления не классические алгоритмы, а процессы квантовой природы - квантовые алгоритмы, использующие эффекты квантовой механики, такие как квантовый параллелизм и квантовая запутанность.

Базой для вычислений такого типа служит кубит - система, в которой число частиц аналогично импульсу, а фазовая переменная (энергетическое состояние) – координате. Фазовый кубит был впервые реализован в лаборатории Делфтского университета и с тех пор активно изучается. [2]

Рисунок 1 – Квантовый компьютер [2]

На данный момент квантовые компьютеры находятся на уровне ламповых компьютеров, в начале развития компьютерных технологий. Сегодня требуется качественный скачок для компьютеров. Закон Мура перестаёт работать, количество транзистором растёт, а размеры уменьшаются до атомных. Людям требуется обрабатывать как можно больше информации. Многие экономики разных стран, а также и отдельные компании пытаются внедрить цифровую обработку данных и учёта. Поэтому разработка таких систем является первоочередной задачей любого государства.

Квантовые компьютер полностью изменит современную криптографию. Многие системы, такие как блокчейн, основанные на современной криптографии, можно будет взломать. Производительность же квантовых компьютеров позволит злоумышленникам расшифровывать ключи и использовать чужие данные в своих целях. Кроме того, высокая скорость обработки данных даст возможность быстро подменять данные и изменять транзакции, так как квантовым компьютерам достаточно того времени, которое отводится на подтверждение транзакции.

Большинство стран мира участвуют в разработке квантовых компьютеров. Компании IBM, Intel, Google, Microsoft участвуют в гонке по созданию самого мощного квантового компьютера. Ученный из Российского квантового центра создали прототип квантового компьютера на ионах.

Квантовый компьютер не может выполнять все задачи быстрее, чем классический компьютер. Но с некоторыми он справляется во много раз эффективнее.

На данный момент квантовые компьютеры используются как суперкомпьютеры для вычисления определенных задач. На данный момент разработанные квантовые компьютеры подвержены влиянию внешних помех. Из-за чего главная проблема - это разработка изолированной системы, на которую не влияют внешние помехи.