На прошедшей недавно выставке CeBIT'2002 швейцарские инженеры компании GAP-Optique (www.gap-optique.unige.ch) из Женевского университета представили первую QKD-систему (Quantum Key Distribution - квантовое распространение ключа), готовую к внедрению в массовое производство и построению защищенных от перехвата оптоволоконных каналов обмена сообщениями. Это, пожалуй, одно из крупнейших на сегодняшний день достижений в быстро развивающейся области квантовых информационных технологий.

Квантовая криптография - один из наиболее интенсивно разрабатываемых разделов квантовой информатики, так как именно здесь предполагается наибольший практический эффект от применения квантовых технологий. Существующие системы шифрования с открытым ключом хотя и обеспечивают пока надлежащий уровень безопасности коммуникации, но становятся все более уязвимыми по мере наращивания вычислительной мощности компьютеров и создания вычислительных устройств совершенно иной архитектуры (ДНК-, квантовые компьютеры). К тому же они не гарантированы от перехвата, поскольку обмен шифрованными сообщениями предполагает, что и отправитель, и получатель владеют одним и тем же ключом и что этот ключ не известен третьему лицу ("перехватчику"). Но любой дистанционный обмен ключами принципиально открыт для перехвата, поэтому надежность "классических" криптографических систем не может быть доказана в принципе.

Но проблема решается при использовании квантовых алгоритмов, так как тут на защиту секретности встают сами фундаментальные законы квантовой физики. В квантовом мире всякое измерение состояния квантовой системы разрушает это состояние (так называемый коллапс функции состояния), а поэтому несанкционированное подключение к секретному информационному каналу легко детектируется, а попытки перехвата сообщений пресекаются. Считается, что это свойство квантовых систем гарантирует абсолютную безопасность при обмене ключами шифрования.

Первый QKD-протокол был разработан еще в 1984 г. учеными из IBM Ч. Беннеттом (CH. Bennett) и Г. Брассаром (G. Brassard), который и стал называться ВВ84. Для кодировки битов информации было предложено использовать такую характеристику квантов света - фотонов, как поляризация: "0" в соответствие ставилась левоциркулярная или горизонтальная поляризация, "1" - правоциркулярная или вертикальная. Но прошло еще 8 лет, прежде чем этот протокол был реализован его же авторами в лабораторных условиях в 1992 г. Несмотря на то, что экспериментами с ВВ84 занимались многие исследовательские группы, технология так и не могла до недавнего времени выйти за стены лабораторий, в частности, из-за необходимости охлаждения детекторов жидким азотом.

Ученым из GAP-Optique впервые удалось создать достаточно компактное (две 19-дюймовые коробки) и надежное plug&play QKD-устройство. С его помощью была установлена двухсторонняя наземная и воздушная оптоволоконная связь между городами Женева и Лузанна, расстояние между которыми составляет 67 км. Источником фотонов служил инфракрасный лазер с длиной волны 1550 нм. Скорость передачи данных была невысока, но для передачи ключа шифра (длина от 27,9 до 117,6 Кбит) большая скорость и не требуется. Но что самое важное, система просто подключалась к USB-порту компьютера.

Испытания показали высокую стабильность работы устройства. Его демонстрация на CeBIT'2002 означает начало маркетинговой "раскрутки" и внедрения для создания защищенных каналов связи. Коммерческой реализацией криптосистемы будет заниматься фирма id Quantique (www.idquantique.com).

Сергей САНЬКО