С началом компьютерной эры (одним из пионеров которой как раз и был Тьюринг) стало ясно, что любой шифр можно взломать. Выход нашли в том, чтобы максимально осложнить этот процесс - для расшифровки современных кодов нужны месяцы и даже годы работы мощных компьютеров. Но физики всего мира работают над созданием "квантового компьютера", который будет работать по физическим законам микромира и сможет взломать любой код за минуты. И что же, тогда секретов в мире не останется?
Как говорил один из персонажей культовой кинокомедии "Кавказская пленница": "Кто нам мешает, тот нам и поможет". Используя опять же физические особенности микромира, а точнее знаменитый "принцип неопределенности", можно добиться абсолютной защиты информации. Идея основана на том, что данные переносят отдельные частицы, например, фотоны. И если кто-то попытается перехватить ее и прочесть сообщение, то он неизбежно внесет изменения в свойства частицы, то есть испортит передаваемые данные. И это сразу заметит получатель информации. Таковы непреложные законы квантовой механики.
Первый протокол квантовой криптографии разработали американские ученые Чарльз Беннет и Джил Брассард в 1984 году. Через пять лет они смогли передать информацию со скоростью 10 бит/с на расстояние 30 сантиметров.
С тех пор ученые научились передавать информацию с абсолютной защитой от взлома по стандартному оптоволокну на расстояние до 150 километров и на порядки увеличили скорость передачи данных. Сегодня проводятся эксперименты и с беспроводной технологией.
В России пионером в этой области был Институт физики полупроводников Сибирского отделения РАН. В Академгородке еще в 2012 году была запущена первая в стране оптоволоконная линия связи длиной 25 километров с использованием протокола квантовой криптографии.
Но развитие и внедрение квантового шифрования сдерживают технические сложности - требуется уникальное оборудование, которое в России не производят. Ключевым устройством является детектор одиночных фотонов, прибор должен не просто считать элементарные частицы поштучно, а принимать закодированную в их квантовом состоянии информацию. От того, насколько эффективно оно работает, зависит надежность связи. Такие детекторы выпускают всего три фирмы в мире, ведущий производитель - компания из Южной Кореи. Очевидно, что с Россией подобными технологиями делиться никто не будет, ведь они используются не только в финансовой сфере, но и в интересах спецслужб.
- У детектора одиночных фотонов есть две ключевых характеристики - темновой ток и фоточувствительность, - рассказал завлабораторией нелинейных резонансных процессов и лазерной диагностики ИФП СО РАН Игорь Рябцев. - Научной группе в нашем институте удалось получить хорошие показатели темнового тока - он низкий, его характеристики на уровне тех, что демонстрируют мировые производители. Сейчас идет работа над улучшением фоточувствительности. Такой детектор - уникальное изделие, в России их не делает никто.
Ученые усовершенствовали разработанную ранее конструкцию детектора одиночных фотонов на базе лавинного фотодиода и получили патент на одну из ключевых операций - легирование цинком.
- Такой технологический этап в нашей стране в настоящее время могут осуществить только в Институте физики проводников, - заключил член-корреспондент РАН Игорь Рябцев.