Nanoindustry Russia

ПРОТОТИП ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ЗАЩИЩЕННЫХ МОБИЛЬНЫХ КОММУНИКАЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ КВАНТОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛЮЧЕЙ

И.А. Чухнов, Д.Л. Зайцев, В.Г. Криштоп, А.С. Кузнецов, Е.А. Буканов, М.А. Молчанов, А.М. Поздняков, И.Д. Павлов, С.Н. Андреев

Published Jun 30, 2025• 0 citations

Publisher

Abstract

Разработан прототип программно-аппаратного комплекса для передачи защищённых сообщений с мобильного терминала с использованием технологии квантового распределения ключей. Система позволяет осуществлять передачу сообщений в режиме реального времени и в режиме электронной почты.

DOI: 10.22184/1993-8578.2025.18.11s.515.517

Related papers

Обзор и моделирование типовых аппаратных архитектур систем квантового распределения ключей

Артём Аркадьевич Лукашов, Владимир Андреевич Фаерман

Актуальность исследования обусловлена предстоящим широким внедрением квантовых технологий в существующую информационно-телекоммуникационную инфраструктуру. Эффективное внедрение невозможно без предварительного анализа и обоснования достаточности и безопасности систем квантового распределения ключей. Это в свою очередь предполагает исследование и формализованное сравнение аппаратных архитектур, положенных в основу этих систем. Эффективным инструментом для решения последней задачи является компьютерное моделирование. Цель состоит в исследовании и систематизации типовых аппаратных архитектур систем квантового распределения ключей, их моделировании и верификации созданных моделей. Объектом являются практические архитектуры систем квантового распределения ключей. Методы: математическое описание оптических систем на основе формализма Джонса, имитационное моделирование в среде Simulink Matlab. Результаты. Реализована имитационная модель типовой системы квантового распределения ключей, использующей архитектуру Plug-n-Play. Корректность модели показана путём демонстрации толерантности к искажениям поляризации при передаче в волоконно-оптическом канале связи. Созданные модели оптических компонентов в Simulink могут использоваться для построения моделей систем других архитектур.

Известия ТПУ Промышленная кибернетикаJun 27, 20250 citations

ОПТИМИЗАЦИЯ АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КВАНТОВОЗАЩИЩЕННЫХ КЛЮЧЕЙ ДЛЯ МОБИЛЬНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

А.Г. Герасимова, В. Емельянов, А.Н. Росликов +1 more

Рассмотрена архитектура системы распределения квантово-защищенных ключей для мобильных потребителей. Методом Монте-Карло выполнена оценка надежности для вариантов архитектуры системы. Определено оптимальное положение элементов системы относительно узлов сетей квантового распределения ключей.

Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезуJun 30, 20260 citations

Методика оценки энергетических потерь в спутниковых системах квантовых коммуникаций с учетом атмосферных воздействий

Maksim V. Sapozhnikov, Ю.Б. Миронов

Статья посвящена описанию и верификации разработанной методики оценки энергетических потерь, обусловленных влиянием атмосферных явлений при реализации спутникового квантового распределения ключей (КРК), учитывающей воздействие атмосферной турбулентности для расчёта эффективности КРК в спутниковых системах квантовых коммуникаций. Применение разработанной методики в рамках численного моделирования экспериментов по КРК обеспечило повышение точности оценки показателей эффективности КРК по сравнению с существующими подходами. Разработанная и апробированная методика позволяет повысить достоверность результатов количественного расчёта энергетического бюджета спутниковых систем квантовых коммуникаций и, как следствие, улучшить прогнозирование основных показателей эффективности КРК, что способствует обеспечению технико-экономической обоснованности развёртывания отечественных глобальных квантовых коммуникационных сетей. This article describes and verifies a developed methodology for estimating energy losses due to atmospheric influences during satellite quantum key distribution (QKD) implementation. This methodology takes into account the effects of atmospheric turbulence when calculating QKD efficiency in satellite quantum communication systems. The application of the developed methodology to numerical simulations of QKD experiments has improved the accuracy of QKD efficiency estimations compared to existing approaches. The developed and tested methodology improves the reliability of quantitative energy budget calculations for satellite quantum communication systems and, consequently, improves forecasting of key QKD efficiency indicators, thereby contributing to the feasibility study for the deployment of domestic global quantum communication networks.

ЭлектросвязьApr 30, 20260 citations

Измерение параметров сверхпроводникового потокового кубита в квазидисперсионном режиме

И.Л. Новиков, Б.И. Иванов, A. N. Sultanov +2 more

Cообщается о результатах исследования сверхпроводникового потокового квантового бита (кубита) в квазидисперсионном режиме, когда частота пробного сигнала меньше, но тем не менее близка к частоте возбуждения кубита. В этом режиме, в отличие от известных экспериментов, взаимодействие кубита с волноводом приводит не только к смещению резонансной частоты, что характерно для дисперсионного режима, но также к заметному уширению резонансной линии, обусловленному спонтанным излучением кубита. Это позволяет на основе анализа амплитудно-частотной характеристики сигнала прохождения определить при одночастотном возбуждении характерные параметры кубита, индуктивно связанного с копланарным резонатором. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта N 16-19-10069.

Physics of the Solid StateJan 1, 20160 citations

ПЕРЕДАЧА КВАНТОВОГО СОСТОЯНИЯ МЕЖДУ КУБИТАМИ-ФЛАКСОНИУМАМИ В МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЕ ПРОЦЕССОРА

A. V. Sabluk, P. A. Gladilovich

Сверхпроводниковые кубиты представляют собой перспективную платформу для масштабируемых квантовых вычислений. Одним из наиболее перспективных вариантов увеличения количества кубитов в рамках процессора является использование модульных систем, в которых части процессора расположены на различных, но взаимосвязанных кристаллах. Подобный тип масштабирования требует эффективную передачу квантовых состояний между отдельными модулями. В данной работе мы теоретически исследовали модульную систему, состоящую из одиночных кубитов-флаксониумов, расположенных на отдельных подложках и соединенных модой распределенного резонатора на базе копланарной линии передач. Мы исследовали спектральные особенности подобной системы, промоделировали протокол передачи микроволнового квантового состояния между кубитами и построили топологию данного процессора. Путем оптимизации таких параметров, как частота моды распределенного резонатора и сила связи кубит-резонатор, мы достигли точности передачи квантового состояния 99,8 % в модели. Наш подход позволяет использовать топологии сверхпроводниковых чипов без существенной модернизации параметров самих кубитов, упрощая пути его внедрения для масштабирования квантовых процессоров на основе флаксониумов.

Jan 1, 20260 citations

Роль квантовых программных симуляторов при формировании методологической базы для обучения квантовым вычислениям

Иванцова О. В.

Статья посвящена актуальной проблеме разработки и внедрению механизма обучения квантовым вычислениям с использованием квантовых программных симуляторов в образовательную среду вуза. Серьезным барьером на пути развития квантовых вычислений является недостаточное количество квалифицированных специалистов, способных работать с новыми вычислительными технологиями. В статье рассматриваются подходы к формированию методологической базы для обучения этому научно-техническому направлению. Особое внимание уделяется использованию квантовых программных симуляторов, позволяющих проводить обучение с использованием классических вычислительных устройств. Приобретение практических навыков работы с квантовыми алгоритмами, включая их моделирование на программных симуляторах для запуска на классических устройствах является основной образовательной задачей при изучении подходов к квантовым вычислениям. Предлагаемый автором подход интеграции квантовых вычислений в образовательную среду дает возможность формировать курсы обучения по квантовым вычислениям с фокусом на практическое применение в различных предметных областях. Доступность инструментария, интерактивность и гибкость (поддержка различных языков программирования и интеграция с другими инструментами и библиотеками) позволяют использовать предлагаемый механизм при разработке обучающих материалов различного уровня сложности и направленности, делая обучение доступным для более широкой аудитории. The article is devoted to the urgent problem of developing and implementing a mechanism for teaching quantum computing using quantum software simulators in the educational environment of a university. A serious barrier to the development of quantum computing is the insufficient number of qualified specialists who are able to work with new computing technologies. The article discusses approaches to the formation of a methodological basis for teaching this scientific and technical direction. Special attention is paid to the use of quantum software simulators, which allow for training using classical computing devices. Acquiring practical skills in working with quantum algorithms, including their modeling on software simulators for running on classical devices, is the main educational task in studying approaches to quantum computing. The approach proposed by the author to integrate quantum computing into the educational environment makes it possible to form training courses on quantum computing with a focus on practical application in various subject areas. The availability of tools, interactivity and flexibility (support for various programming languages and integration with other tools and libraries) allow using the proposed mechanism in the development of training materials of various levels of complexity and orientation, making learning accessible to a wider audience.

Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie.Jul 21, 20250 citations