При создании магистральной квантовой сети опасно делать ставку на вау-эффект

– Сергей Павлович, ответственной за реализацию дорожной карты по квантовым коммуникациям в России стала корпорация «РЖД». Считаете ли Вы корректным, что развитием данной технологии занимаются железные дороги, а не IT-гиганты?

– Выбор РЖД кажется странным только на первый взгляд. На самом деле он абсолютно логичен. Эта корпорация имеет самую разветвленную коммуникационную сеть в стране, а телекоммуникации – это основа основ для практического внедрения проектов в области квантовой криптографии.

–Какие особенности данной технологии могут быть наиболее интересны для железнодорожников?

– Во-первых, РЖД, как и другие крупные технологические и стратегически важные корпорации, чрезвычайно заинтересованы в максимальной защищенности передаваемых данных, относящихся, например, к корпоративной тайне. Квантовая криптография обеспечивает абсолютную защищенность, гарантированную законами физики, поэтому получить доступ к передаваемой конфиденциальной информации злоумышленник не сможет. Хотя всех вопросов безопасного хранения и передачи данных квантовая криптография, как, впрочем, и любая другая, не решит. Безопасность корпоративной сети – это всегда комплексная задача, объединяющая различные решения для различных целей.

Относительно же перспективы использования квантовой криптографии в специфических решениях я бы назвал прежде всего защиту данных, которыми обмениваются беспилотные поезда со стационарными пунктами управления. Именно так ставилась проблема руководством РЖД при посещении Центра квантовых технологий полтора года назад.

– На первом этапе проект РЖД подразумевает создание опытной магистральной квантовой сети по направлению Москва – Санкт-Петербург общей длиной более 800 км. Сейчас поставлена цель – выйти на пилотные участки в 2021 году. Реалистичен ли этот срок?

– На мой взгляд, хотя проект РЖД по созданию опытной магистральной квантовой сети нужен и важен, заявленные сроки его реализации нереалистичны. Крайне опасно делать ставку на вау-эффект, то есть тратить деньги на громкий, но совершенно бесполезный с точки зрения потенциала использования результат. К сожалению, примеров таких проектов много…

Напомню, что квантовая криптография (наиболее востребованный на сегодня сегмент квантовых коммуникаций) была придумана для обеспечения секретности коммуникаций, а не увеличения скорости, уменьшения габаритов и пр. Криптография – серьезная наука, здесь действуют свои строгие законы. Демонстрация популистских решений приведет к печальным последствиям как с точки зрения экономики, так и с точки зрения политики.

В сроки, определенные для реализации проекта, не заложена тщательная научная и технологическая проработка аппаратуры доверенных узлов. Насколько мне известно, такие работы ведутся, но они не находятся в стадии внедрения.

Не стоит забывать, что значительное время уходит на процедуры сертификации документации и оборудования у регуляторных органов, а пока вопрос сертификации также остается открытым – стандартных процедур для сертификации оборудования с квантовым распределением ключей в России практически нет. Между тем без сертификации квантовые сети будут носить только экспериментальный характер. Для того чтобы они получили возможность коммерческого использования, нужны четкие регуляторные механизмы. Работа в данном направлении идет, и мы активно в ней участвуем.

– Одна из серьезнейших проблем, с которой сталкиваются при реализации проектов в области квантовых коммуникаций, – это ограниченная дальность передачи данных. Как можно масштабировать квантовую сеть для охвата протяженных объектов?

– Действительно, дальность передачи сигнала в квантовой сети по оптоволокну сейчас порядка 100 км. В идеальных условиях, впрочем, ученым удавалось передавать защищенную информацию и на значительно большие расстояния, но работаем мы не в идеальных, а в реальных условиях.

Для масштабирования сети можно использовать доверенные узлы – элементы сети, которые принимают отправленную информацию и затем передают ее дальше, сохраняя ключ от начальной к конечной точке в квантовой сети. Здесь можно использовать как элементы наземной инфраструктуры, так и мобильные аппараты, вплоть до космических. Правда, при использовании мобильных аппаратов мы должны считать летательный аппарат таким же доверенным узлом со всеми вытекающими последствиями, например связанными с хранением ключей.

– Какие затраты требуются на внедрение действующей сети?

– Себестоимость классических реализаций систем на основе дискретных переменных достаточно велика. Основной вклад в стоимость, не считая разработки, дают однофотонные детекторы и фазовые модуляторы. С другой стороны, квантовое распределение ключа высвободит значительные ресурсы, которые в настоящее время уходят на организационные мероприятия по подготовке и отправке курьеров.

Другая статья расходов по внедрению квантовых сетей – подготовка квалифицированных инженерных кадров, которые обеспечивают наладку и техническое обслуживание аппаратуры. Важно помнить, особенно реализуя пилотные проекты, что квантовые коммуникации – новая отрасль. Если для работы в физических лабораториях можно найти достаточное количество специалистов (впрочем, и это не самая простая задача), то масштабные проекты потребуют большего количества профессионалов, которых пока просто нет. РЖД, кстати, активно занимаются этим вопросом. В частности, наш центр уже проводил курсы повышения квалификации для сотрудников корпорации. Однако в будущем для реализации амбициозных планов потребуется несоизмеримо больше специалистов. И этому стоит уделять максимальное внимание уже сейчас.

Беседовала Юлия Чернышевская