В статье обсуждается, как развитие квантовых компьютеров ставит под удар привычную защиту данных. Старые алгоритмы (RSA, ЕСС), на которых держится почти весь интернет, скоро могут стать бесполезными из-за алгоритма Шора. Автор объясняет, почему нужно переходить на «постквантовые» методы защиты уже сейчас, и рассматривает один из самых крутых вариантов - криптографию на решетках. Также даются простые советы, как начать внедрять новую защиту в реальные системы.
В статье обсуждается, как развитие квантовых компьютеров ставит под удар привычную защиту данных. Старые алгоритмы (RSA, ЕСС), на которых держится почти весь интернет, скоро могут стать бесполезными из-за алгоритма Шора. Автор объясняет, почему нужно переходить на «постквантовые» методы защиты уже сейчас, и рассматривает один из самых крутых вариантов - криптографию на решетках. Также даются простые советы, как начать внедрять новую защиту в реальные системы.
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.
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.
Использование квантовых технологий в современном мире создаёт масштабные вызовы для сохранности критически значимой информационной инфраструктуры, на которой базируются основные отрасли, такие как медицина, энергетика, транспорт и связь. Криптографические алгоритмы RSA и ECC, долгое время считавшиеся надёжными, утратили свою устойчивость перед мощью квантовых вычислений, что делает первостепенной задачей поиск современных решений для обеспечения защиты данных. Главные риски, которые несут квантовые компьютеры, включают возможность компрометации алгоритмов шифрования и возникающие вследствии этого угрозы целостности информации и устойчивости функционирования жизненно важных систем. Методологическая основа исследования основывается на анализе 318 источников из международных баз данных, таких как Scopus, Web of Science и другие. Из этого количества были отобраны 24 публикаций, наиболее релевантных теме. Был проведен сравнительный метод анализа классических и квантовых угроз. Цель исследования — изучить влияние квантовых атак на безопасность КИИ на современном уровне и предложить пути перехода к квантово-устойчивым решениям. Результаты работы подчёркивают необходимость внедрения инновационных криптографических подходов, таких как алгоритмы на основе решеток и кодов, а также комбинированных (гибридных) технологий. Успешная защита инфраструктуры требует системного подхода, включающего комплексный аудит текущих систем, обучение специалистов и снятие технических и нормативных ограничений. Разработанный поэтапный план минимизирует риски и создаёт основу для безопасного внедрения новых стандартов
Квантовые технологии – одно из наиболее динамически развивающихся направлений. Квантовые технологии открывают новые возможности для целого ряда областей. За счет своих уникальных свойств квантовые системы могут стать основой нового поколения высокопроизводительных вычислительных устройств (квантовых компьютеров), методов защиты информации (с использованием квантовой криптографии), а также высокоточных измерительных устройств (квантовых сенсоров и квантовых метрологических устройств). Обзор посвящен прогрессу, наблюдаемому в основных сферах современных квантовых технологий: квантовой обработки информации, квантовой криптографии, а также квантовой метрологии и квантовой сенсорики.
В статье рассмотрены альтернативы системы RSA, устойчивые к квантовым атакам. Описаны схемы основанные на решетках, данные системы известны высоким уровнем безопастности, основанной на «наихудших случаях». Проанализированы их преимущества и недостатки. Рассмотрены атаки на данные системы. Показано, что на сегодняшний день мы не готовы для перевода криптосистем в пост-квантовую эпоху.
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.