РЖД заплатит 300 млн руб. за разработку устройств квантовой дальнего действия

На днях на сайте госзакупок появилось предложение от «Российских железных дорог» (РЖД) на разработку устройств квантовой связи (шифрования) дальнего действия. Производимые в России квантовые коммуникаторы работают на дистанции до 80 км. По заявке РЖД требуется разработать коммуникаторы с дальностью работы свыше 200 км, за что компания готова заплатить до 300 млн руб.

При развёртывании системы связи с использованием квантовой криптографии по всему маршруту устанавливается сеть доверенных узлов. Например, на введённой между Москвой и Санкт-Петербургом квантовой линии связи длиной 700 км развёрнуто 19 доверенных узлов, на каждом из которых квантовый ключ собирается заново. Подобные узлы не снижают уровень защиты, поскольку они способны определить попытку перехвата ключа и не допустят передачи потерявшей доверенность информации, но чем больше узлов, тем дороже сеть и, что самое главное, ниже скорость передачи ключей.

Для России с её огромными расстояниями вопрос количества доверенных узлов стоит не просто остро, а чрезвычайно остро. Передовая мировая наука испытывает технологии, которые уже сегодня в рамках экспериментов могут транслировать квантовые состояния фотонов, а именно это и есть основа передачи распределённых квантовых ключей шифрования, на дальность до 600 км с приличной скоростью до 30 Кбит/с. В своей заявке РЖД установила минимальную планку передачи данных на 200 км, но верхний предел остаётся открытым для разработчиков.

РЖД вплотную занялась квантовой криптографией в 2019 году. Зимой 2020 года стало известно о планах компании вложить в развитие квантовых технологий в России до 24,7 млрд руб., половина из которых будет выделена из бюджета. Квантовые линии связи отвечают исключительно за передачу защищённых ключей. Сами сообщения проходят по незащищённым каналам и практически невозможны для расшифровки.

Квантовые линии связи отличаются тем, что передают информацию в квантовых состояниях носителей. В данном случае — в фазовых состояниях фотонов. Попытка перехвата фотонов безвозвратно меняет их квантовое состояние и о перехвате становится сразу известно. Это так называемый эффект наблюдателя в квантовой физике, когда любой инструмент перехватчика слишком грубый, чтобы просто наблюдать и не оказать какого-либо воздействия на предмет наблюдения. Как совсем простой пример: вскрытие показало, что пациент умер от вскрытия. Грубо, но точнее некуда.

Также РЖД объявляет тендер на разработку новых методов квантовой связи, основанных на передаче связанных квантовых состояний. Это не менее интересная тема, поскольку кроме криптографии вторгается в сферу распределённых квантовых вычислений или кластерных систем. За стенд с прототипами РЖД готова заплатить до 78 млн руб. Работы должны быть закончены 28 апреля 2023 года с предоставлением теоретического и практического материалов.

Что касается основной заявки, то «дальнобойный» квантовый коммуникатор для квантового шифрования должен быть представлен в виде действующих прототипов приёмника и передатчика, а также связного оборудования до 31 июля 2024 г. Все разработки, подчёркивается, должны быть защищены патентами и сопровождаться публикацией не менее пяти работ в научных журналах.