данное исследование продолжает работу, начатую при поддержке гранта Минобразования Новосибирской области в 2024 году, и посвящено прогнозу развития квантовых технологий в России. Сегодня страна активно реализует масштабную программу по их развитию, включая национальный проект «Экономика данных». Практические шаги, такие как создание квантовой сети между Москвой и Санкт-Петербургом, показывают, что стратегия нацелена на коммерциализацию технологий и выход на мировой рынок к 2030 году. Проведенное исследование основано на применении комплекса взаимодополняющих методов, обеспечивающих многоаспектный анализ развития квантовых технологий в России. Методологическая новизна работы заключается в интеграции количественных и качественных методов с инструментами системного моделирования.
данное исследование продолжает работу, начатую при поддержке гранта Минобразования Новосибирской области в 2024 году, и посвящено прогнозу развития квантовых технологий в России. Сегодня страна активно реализует масштабную программу по их развитию, включая национальный проект «Экономика данных». Практические шаги, такие как создание квантовой сети между Москвой и Санкт-Петербургом, показывают, что стратегия нацелена на коммерциализацию технологий и выход на мировой рынок к 2030 году. Проведенное исследование основано на применении комплекса взаимодополняющих методов, обеспечивающих многоаспектный анализ развития квантовых технологий в России. Методологическая новизна работы заключается в интеграции количественных и качественных методов с инструментами системного моделирования.
Исследуется роль квантовых вычислений в исследованиях в области медицинской физики с упором на их потенциал для повышения эффективности и точности вычислений и разработки новых подходов к лечению. Проведен тщательный анализ литературы последних достижений в области квантовых вычислений и их применения в медицинской физике. Тематические исследования рассмотрены для демонстрации практического применения и возможных преимуществ. Теоретические модели протестированы для прогнозирования будущего развития. Статистические данные о реализации квантовых вычислений собраны из многих источников, особенно об улучшении скорости и точности обработки в приложениях медицинской физики. Результаты показывают, что квантовые вычисления могут значительно повысить скорость обработки сложных методов моделирования и визуализации, при этом некоторые квантовые алгоритмы превосходят классические алгоритмы до 100 раз. Статистические результаты подтверждают перспективность квантовых вычислений. При планировании лучевой терапии квантовые вычисления продемонстрировали повышение точности расчета распределения дозы на 25%. Квантовые алгоритмы сократили время вычислений при молекулярном моделировании примерно на 40%, потенциально ускоряя разработку лекарств и индивидуальную терапию на 30%. Квантовые вычисления могут изменить медицинскую физику за счет увеличения вычислительных мощностей, что может привести к прогрессу в диагностике, планировании лечения и разработке лекарств.
Цель исследования: Привлечение внимания к проблеме потери персональных данных, ценных активов в цифровой банковской бизнес-среде, а также поиск направлений усиления кибербезопасности цифрового периметра в условиях развития квантовых технологий. Методология исследования основана на изучении научной и специализированной литературы, анализ которой позволит по-новому взглянуть на квантовые технологии с позиции внедрения в систему безопасности и подготовить теоретическую основу для активизации исследований в данном направлении. В работе были использованы общенаучные методы аналогии, обобщения, логического анализа, систематизации, которые позволили определить роль квантовых технологий в условиях расширения цифрового банковского пространства. Результаты исследования: Проведен обзор квантовых достижений за последние 10 лет, в которых прослеживаются следующие основные тренды: квантовые вычисления, квантовые коммуникации и сети, квантовые сенсоры и метрологии. Оценка полученных результатов по разработке квантов доказала, что мир приблизился к квантовому переходу и необходимо успевать за будущими изменениями. Точечные успехи отдельных стран и компаний в квантовой тематике накапливаются и будут трансформироваться к широкому применению. Россия участвует в квантовой международной конкуренции и стремится выстроить квантово-устойчивые коммуникационные сети. Выводы: Предложена схема построения квантово-защищенной коммуникационной сети обмена информационными потоками в цифровом пространстве финансового рынка. Есть проблема невозможности проведения квантовых и информационных потоков по одному каналу. Оригинальность: Исследование позволяет сфокусировать внимание на происходящих изменениях в информационном пространстве и акцентировать внимание на необходимости поиска решений по усилению защиты цифровых активов банков квантовыми технологиями.
Сегодня квантовые технологии могут получить новый виток развития, что, наверняка, даст возможность получить решения для многочисленных задач, которые ранее не поддавались решению в рамках традиционных парадигм и вычислительных моделей.Все человечество стоит у порога так называемой второй квантовой революции, и ее краткосрочные и отдаленные последствия затронут практически все сферы жизни глобального общества.Свое непосредственное развитие получат такие направления и отрасли науки и техники, как материаловедение, нанотехнология, фармакология и биохимия вообще, моделирование хаотичных динамических процессов (ядерные взрывы, турбулентные потоки, погода и долгосрочные климатические явления) и т. д., а также решение любых задач, которые сводятся к перемножению матриц больших размеров (в частности, моделирование квантовых систем).Однако вместе с необычайными возможностями квантовые технологии несут с собой и определенные риски и угрозы, в частности слом всех информационных систем, основанных на современных достижениях криптографии, что повлечет за собой практически полное разрушение секретности, глобальный финансовый кризис из-за разрушения банковской сферы и компрометации всех каналов связи.Даже несмотря на то, что уже сегодня разрабатываются методы так называемой постквантовой криптографии, некоторые риски еще необходимо осознать, так как не все долгосрочные последствия могут быть просчитаны.Вместе с тем ко всему перечисленному надо быть готовым, в том числе при помощи подготовки специалистов, работающих в области квантовых технологий и понимающих все их аспекты, новые возможности, риски и угрозы.В связи с этим в настоящей статье приводится краткое описание текущего состояния квантовых технологий, а именно квантовой сенсорики, передачи информации при помощи квантовых протоколов, универсального квантового компьютера (аппаратное обеспечение) и квантовых вычислений, основанных на квантовых алгоритмов (программное обеспечение).Для всего перечисленного приводятся прогнозы развития в части воздействия на различные сферы человеческой цивилизации.
Мы продолжаем наблюдать развитие квантовых технологий. Государства-лидеры повышают свои ставки на развитие этого направления. На пути от испытания лабораторных прототипов до формирования полноценной устойчиво развивающейся индустрии дальше других направлений ушли квантовые коммуникации. Нарастает угроза наступления «квантового дня», когда используемые сегодня в телекоммуникации криптографические ключи будут взломаны высокопроизводительными квантовыми компьютерами. Эта угроза является важнейшей движущей силой разработки и внедрения ответной меры технологии квантового распределения ключей (КРК). Китай является ярким примером динамичного развития технологии КРК; государство активно инвестирует в инновации и создание инфраструктуры (а) для обеспечения информационной безопасности в критически важных сферах и (б) для укрепления позиций разработчика и производителя на растущем высокотехнологичном рынке. В своем развитии квантовые коммуникации подошли к этапу стандартизации, результаты которого будут иметь долгосрочное влияние на развитие индустрии в будущем. Страны ЕС реализуют масштабные программы консолидации партнеров и расширения границ европейской экосистемы квантовых коммуникаций. Такие объединения будут иметь существенный переговорный вес при выработки отраслевых стандартов. На фоне других государств-лидеров США выделяются большим количеством малых инновационных предприятий, ориентированных на поиск коммерчески эффективных бизнес-моделей для внедрения квантовых коммуникаций. Россия имеет существенный научный задел для защиты национальных интересов и преследования государств-лидеров в ускоряющейся технологической гонке. Обращает на себя внимание тот факт, что вопросы стратегического менеджмента этого (стратегического!) направления получают незаслуженно мало внимания. Можно выделить всего несколько источников, которые адресуют вопросы управления динамично развивающейся отраслью. В статье сопоставлен обзор достижений в квантовых коммуникациях и представленные на сегодняшний день результаты исследований этого направления в публикациях в области стратегического менеджмента. The ongoing development of quantum technologies is being observed. Leading states are raising their stakes in the development of this trend. On the way from testing laboratory prototypes to the formation of a full-fledged sustainably developing industry, quantum communications has gone further than other trends. The threat of a "quantum day" when the cryptographic keys used in telecommunications today will be cracked by highperformance quantum computers is growing. This threat is a major driving force behind the development and implementation in critical areas of the response quantum key distribution technology. China is a vivid example of the dynamic development of the direction; the government is actively investing in innovation, building infrastructure to protect data security and to strengthen the position of the developer and manufacturer in the growing hightech market. In its development, quantum communications have reached the stage of standards development, the results of which will have a long-term impact on the industry. EU countries are implementing ambitious programs to consolidate partners and expand the boundaries of the European quantum communications ecosystem. Such associations will have a significant negotiating power in the development of industry standards. The U.S. stands out with many startups and scaleups aimed at searching for commercially effective business models for quantum communications go-to-market strategy. Russia has significant scientific heritage to protect national interests and pursue leading states in the accelerating technological race. It should be noted that the issues of strategic management in this direction receive undeservedly little attention. There are only a few sources that address the management issues of a dynamically developing industry. The paper juxtaposes overview of quantum communications advances and strategic management publications review.
Текущие исследования по разработке передовых квантовых алгоритмов нацелены на создание набора алгоритмических примитивов, которые могут быть использованы в качестве модулей для различных промышленных рабочих процессов.Цель статьи заключается в рассмотрении различных квантовых алгоритмов для оптимального квантового управления.В работе использовались методы систематического обзора литературы, контент-анализа.Всесторонний поиск осуществлялся в соответствии с рекомендациями PRISMA и проводился в базах Scopus, Web of Science и Google Scholar за период с 2022 по 2025 г.Литература для такого обзора отбиралась в базах данных на основании количества цитирований публикаций, импакт-фактора, индекса Хирша журналов.В практической части исследования использовались методы численного оптимального управления и обучения с подкреплением.В статье представлен обзор исследований современных авторов в области ослабления эффектов шума и декогеренции, анализа ошибок квантовых алгоритмов, а также методов оценки и снижения суммарной погрешности.В процессе исследования в качестве перспективного алгоритма для квантового оптимального управления прорабатываются тепловые ансамбли с целью аппроксимации следа унитарной матрицы.Проводится аналитическая связь между алгоритмом Ахаронова для получения полинома Джонса.Отдельно рассмотрены трехпрядевые косы и их унитарные представления, а также представления на основе тепловых ансамблей.Показана методика измерения математического ожидания фазово-чувствительного оператора обнаружения ансамбля.Доказано преимущество приведенного алгоритма для квантового оптимального управления.Рассмотрен вариационный квантовый алгоритм и его особенности.В работе получены результаты сравнительного анализа наиболее распространенных квантовых алгоритмов оптимального управления.Обозначены пути их усовершенствования с указанием характерных особенностей для каждой модели.Также отмечено, что перспективным направлением дальнейших изысканий является изучение возможностей пересечения областей квантовой механики и машинного обучения, что может привести к созданию новых подходов к управлению квантовыми системами, улучшению существующих алгоритмов.
Аннотация.Работа посвящена вопросам создания межуниверситетской квантовой сети -инфраструктурного полигона для проверки решений построения сетей с квантовым распределением ключей и расширения возможностей подготовки кадров в области квантовых коммуникаций.В настоящее время интерес к созданию сетей с квантовым распределением ключей проявляют все передовые страны.В России разработано собственное оборудование квантового распределения ключей и строится магистральная квантовая сеть.Для ускорения практического внедрения квантовых коммуникаций и решения связанных с ним множества научных, технических, нормативных и кадровых вопросов разработана Концепция создания, развития и эксплуатации межуниверситетской квантовой сети национальной исследовательской компьютерной сети.В рамках реализации Концепции создан пилотный проект межуниверситетской квантовой сети, которая объединяет ряд университетов и научных организаций, имеющих собственную инфраструктуру квантовых коммуникаций, обладающих компетенциями в области квантовых технологий, ведущих исследования и разработки в этой области и осуществляющих подготовку специалистов данного направления.Описана топология межуниверситетской квантовой сети, приведены схемы распространения ключа и обмена данными.При рассмотрении различных схем распределения ключей предпочтение отдается схемам с минимальными требованиями к защите доверенных промежуточных узлов.Предложено исследовать применение в межуниверситетской сети протокола MDI квантового распределения ключей через недоверенные узлы.Приведено краткое описание российского оборудования квантового распределения ключей, планируемого для применения в межуниверситетской квантовой сети.Использование в этой сети оборудования всех трех российских производителей квантового распределения ключа позволит продемонстрировать возможности масштабирования квантовых сетей на каждом типе оборудования, исследовать возможности совместной работы оборудования разных производителей и адаптировать его к совместному использованию.Пилотный проект создания межуниверситетской квантовой сети рассчитан на реализацию в 2023-2024 гг.