У доповіді наголошено, що квантові технології та квантова інженерія є одними з ключових напрямів розвитку сучасної науки і техніки, особливо зважаючи на потенційно революційні їх застосування в оборонній сфері, медицині, а також у цифровій економіці. Зазначено, що подальший розвиток квантових технологій неможливий без фундаментальних досліджень у галузі фізики низьких температур. Наведено низку вагомих результатів за цим напрямом, отриманих науковцями Фізико-технічного інституту низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України у співпраці з іншими профільними академічними установами та університетами України. Як цитувати: Долбин О.В. Низькотемпературні аспекти квантових технологій: стан і перспективи інноваційного розвитку (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 2 квітня 2025 р.). Вісник НАН України. 2025. № 7. С. 49—54. https://doi.org/10.15407/visn2025.07.049
У доповіді наголошено, що квантові технології та квантова інженерія є одними з ключових напрямів розвитку сучасної науки і техніки, особливо зважаючи на потенційно революційні їх застосування в оборонній сфері, медицині, а також у цифровій економіці. Зазначено, що подальший розвиток квантових технологій неможливий без фундаментальних досліджень у галузі фізики низьких температур. Наведено низку вагомих результатів за цим напрямом, отриманих науковцями Фізико-технічного інституту низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України у співпраці з іншими профільними академічними установами та університетами України. Як цитувати: Долбин О.В. Низькотемпературні аспекти квантових технологій: стан і перспективи інноваційного розвитку (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 2 квітня 2025 р.). Вісник НАН України. 2025. № 7. С. 49—54. https://doi.org/10.15407/visn2025.07.049
Квантові обчислення та квантові комп'ютери є перспективною галуззю сучасної інформаційної технології, яка обіцяє революційно змінити підхід до обробки інформації. Їх вплив на розвиток сучасних технологій є значним, сприяючи швидкішому розвитку обчислювальної сили та можливостей зберігання та обробки даних. Ця доповідь досліджує основні принципи квантових обчислень, їх потенційні застосування та вплив на сучасні технології.
У статті розглядається вплив квантових технологій на сучасний економічний розвиток. Для досягнення мети проаналізовано головні напрямки у квантових технологіях, квантовій обчислювальній техніці, квантовій криптографії та зв'язках, які революціонізують обробку даних та створюють нові умови захисту. Розглянуто характеристики квантової економіки як основи подальших технологічних революцій, які глобально реформують окремі галузеві системи та глобальну систему економічного розвитку. У ході дослідження приділяється увага до опису властивостей квантової технології та практичного підходу до застосування, що розпочався з початку XX століття. Результат дослідження рекомендується для подальших наукових розробок при ухваленні інноваційних рішень у квантовій економіці. Висновком дослідження є квантова економіка як початок новітньої епохи технологічного розвитку, що надає перспективи та передбачає прорив реалізації законів природи, дозволяє створити новітні товари, послуги, бізнес-моделі. У висновках пропонується глобальне партнерство, узгоджені дії урядів, бізнесу та наукової спільноти, що набувають ключового значення для створення безпечного квантового майбутнього та сталої економіки. Нові методи вирішення завдань недоступні класичним комп'ютерним технологіям, генерують ресурси в умовах великих даних та квантового обчислення, що характеризуються високим рівнем динамізму та новизни.
Криптографічий захист інформації (КЗІ) є важливою складовою інформаційної безпеки держави, безпосередньо пов’язаною з подоланням сучасних проблем та викликів в кібернетичному просторі України, нових загроз інформаційній безпеці в критичних інфраструктурах в оборонній та сфері безпеки, промисловості, банківському секторі, економіці тощо. Особливу небезпеку в цьому змісті становлять нові ризики, пов’язані з розробкою та стрімким впровадженням сучасних та перспективних інформаційних технологій, здатних докорінно змінити архітектуру інформаційних систем, існуючі парадигми, сталі принципи побудови та математичні основи сучасних засобів КЗІ. Зокрема, поява та стрімке удосконалення нових обчислювальних засобів, заснованих на принципах та ефектах квантової фізики (т.з. універсальних квантових комп’ютерів) ставить під загрозу саме існування діючих нині та стандартизованих на національному та міжнародному рівнях механізмів (протоколів, алгоритмів та засобів) асиметричної криптографії.
На сьогодні першочерговим чинником, що впливає на складові національної безпеки, є ступінь захищеності інформаційного середовища. Питання інформаційної безпеки набуває актуальності як у процесі стрімкого розвитку комп’ютерних технологій, так і у контексті різкого збільшення злочинів та інших протиправних дій, спрямованих на порушення конфіденційності, цілісності та достовірності інформації. Основна роль у забезпеченні інформаційної безпеки в інформаційно-телекомунікаційних системах відводиться криптографії, одними із базових задач якої є: розподіл ключів шифрування, аутентифікація сторін, авторизація легітимних користувачів [1]. Розподіл ключів шифрування (криптографічних ключів) між законними користувачами в умовах суворої секретності є однією з найважливіших проблем криптографії, яка може бути вирішена за допомогою
Об’єктом дослідження є сучасні квантовостійкі криптоалгоритми, які мають забезпечувати безпеку даних у комунікаційних каналах в умовах зростаючої загрози з боку квантових комп'ютерів, так як для них наразі не існує ефективних алгоритмів криптоаналізу, оскільки вони базуються на інших математичних проблемах ніж ті, що експлуатуються у поточний час. У статті зроблено огляд алгоритмів, які було подано на участь в процесі сертифікації від організації NIST, розподіллено за типами криптографічних схем, наведено відомості про те, на яких математичних задачах вони ґрунтуються, складність розв'язання цих задач, переваги та недоліки. Метою роботи є порівняння постквантових криптографічних систем та їх аналіз. В роботі розглянуті та проаналізовані основні принципи застосування різних видів криптографії, яка є стійкою до атак з використанням як звичайних, так і квантових комп'ютерів та технологій. Оглянуто наступні криптографічні типи: криптографію на основі ґраток, мультиваріативну криптографію, криптографію на основі хеш-функцій, криптографію на основі кодів коригування помилок та криптографію на основі ізогенії; що дозволяє зробити висновок про те, який з підходів до криптографії є кращим дляобрання в конкретній ситуації. Результатом є порівняльний аналіз алгоритмів за обраними критеріями та формування списку алгоритмів, які є прийнятними для використання у «пост квантову добу», коли звичайні алгоритми вже не зможуть забезпечувати конфіденційність, за умови відсутності специфічних вимог щодо їх роботи (таких як розмір відкритого та закритого ключів/швидкодія алгоритмів). Бібл. 21, табл. 2
Стаття розглядає квантовий підхід у моделюванні та аналізі інноваційних процесів; виявленні аспектів даних процесів у сучасних економічних системах. Відображаються підходи до стрімкого розвитку квантової технології та інноваційних процесів та квантова революція, яка стає ключовим фактором глобальної економічної зміни XXI століття. Проаналізовано джерела літератури та сформульовано власні уявлення про радикальні новаторські інновації, квантову технологію, квантові обчислення, реалізацію квантового підходу в економічній системі. Вказано позитивні аспекти квантової економіки, ринку квантової технології та квантової обчислювальної техніки у сучасному економічному контексті. На підставі проведеного дослідження встановлено, що розуміння впливу квантової техніки на інноваційний процес потребує міждисциплінарного підходу з інтеграцією знання у комп'ютерних науках, фізиці, економіці, управлінні. Визначено, що підходи квантового моделювання та аналізу інноваційного процесу дають ідеї щодо управління інноваційними процесами у квантовій економічній системі. Практичний зміст описує адаптація бізнес-моделі до умов квантів та розробка ефективних стратегічних підходів до управління ризиком та потенціалом бізнесу. Експерти розраховують, що дослідження, які перебувають на стадії розробки, стануть реальністю у сфері квантової економіки та ІТ.