ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КВАНТОВЫХ КОМПЬЮТЕРОВ
1.1 Понятие, сущность и необходимость применения квантовых технологий 5
1.2 Принцип работы квантового компьютера и области применения 10
2. АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНОГО И РОССИЙСКОГО КВАНТОВОГО РЫНКА
2.1 Тенденции квантового рынка 19
2.2 Обзор зарубежного рынка квантовых технологий 22
2.3 Анализ российского рынка квантовых технологий 28
3. КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ КВАНТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
3.1 Квантовые сети как область применения квантовых систем безопасной
передачи данных 32
3.2 Квантовые разработки организаций ID Quantique и Казанского квантового центра 35
3.3 Квантовые коммуникации как перспективный проект для реализации
коммерческой деятельности 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 52
Тема выпускной квалификационной работы является актуальной, так как на сегодняшний день область квантовых технологий вызывает интерес у большинства стран мира. С каждым годом рынок квантовых технологий расширяется и привносит новые разработки, которые находят практическое применение в обычной жизни. Раньше создание квантового компьютера было недостижимой задачей, но после десятилетий изнурительного труда внезапно началась активная деятельность. Компания IBM показала миру квантовый компьютер с пятью квантовыми кубитами. Совместно с Intel объявили о создании квантовых компьютеров на 50 и 49 кубитов. Компания Google создает квантовый процессор. Данная статика показывает, что область квантовых компьютеров и технологий активно развивается. Созданием квантового компьютера занимаются все технологически успешные страны. В развитие квантовых технологий вкладывают большое количество финансов, создаются компетентные центры и организации.
Цель моей выпускной квалификационной работы заключается в выявление возможностей реализации коммерческой деятельности в области квантовых компьютеров. Задачи, которые необходимо решить:
- изучить принцип устройства квантовых компьютеров;
- проанализировать зарубежный и российский рынки квантовых технологий;
- выявить тенденцию существующего рынка квантовых компьютеров;
- предложить варианты коммерциализации квантовых технологий.
На сегодняшний день необходимо изучить квантовый рынок и выявить его тенденцию. Для решения данной задачи выдвигаем гипотезу о существующих возможностях коммерциализации квантовых компьютерах.
В ходе работы необходимо понять, какие технологии являются наиболее приоритетными и коммерчески реализуемы на сегодняшний день. Данный вывод позволит сформировать определенные рекомендации по реализации коммерческой деятельности.
Объект исследования: квантовые технологии и квантовый компьютер.
Предмет исследования: изучение возможности коммерциализации квантовых технологий.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трёх глав, списка использованных источников и заключения. Во введении показана актуальность темы, поставлена цель и задачи работы. В первой главе был изучен принцип работы квантового компьютера, проанализирован российский и зарубежный рынки квантовых технологий. Во второй главе рассмотрены существующие коммерческие проекты квантовых технологий, выявлена тенденция существующего рынка и сделан вывод о реализации коммерческой деятельности данной области. В третьей главе рассмотрены существующие проекты по реализации квантовых сетей, проанализирована организация работы компании ID Quantique, ее продукты и основные потребители. Произведен сравнительный анализ разработки зарубежной компании IDQ и разработки Казанского квантового центра. Предложен вариант коммерциализации квантовых систем. В заключении сформулированы основные выводы по проведенной работе.
Цель моей дипломной работы заключается в выдвижении рекомендаций по реализации коммерческой деятельности в сфере квантовых технологий.
В результате проделанной работы была выявлена тенденция квантового рынка, которая заключается в построении квантовых сетей. Объектом коммерческой деятельности рынка квантовых технологий являются системы безопасной передачи данных, основанных на фундаментальных законах физики.
В начале работы была поставлена гипотеза: «Возможно ли сегодня зарабатывать на квантовых компьютерах?». Изначально изучался принцип работы квантового компьютера, проводился анализ зарубежного и российского рынка. По итогам работы был сделан вывод, что в настоящее время не существуют способов заработка на квантовых компьютерах, так как данная разработка находится на стадии экспериментальных установок, и пока проходят научно-исследовательские работы. Но ситуация может измениться так, что первая коммерческая версия квантового компьютера появится в следующие пять-десять лет, мощность которого будет предоставлять опасность для существующих систем шифрования. Решение проблемы нашлось там же, где и ее причина: на смену математической криптографии приходит квантовая, которая базируется на физических законах.
Современные системы защиты информации основаны на сложных математических алгоритмах. Самый популярный из существующих методов предполагает использование криптографии с открытым ключом, с помощью которого зашифровывается передаваемое по открытому каналу сообщение. Создание самого ключа - простой процесс, а взлом сообщения, которое с его помощью зашифровано является очень сложной математической задачей, которую классическим компьютерам решить практически невозможно. Но решить эту задачу с помощью квантового компьютера не составит большого труда, поэтому освоение квантовых компьютеров принесет много проблем для информационной безопасности большинства государств, организаций т.д.
Технология квантового распределения ключей решают главную проблему классической криптографии - безопасного распределения ключей.
Закодированную информацию элементарными квантовыми состояниями невозможно «подслушать», так как сразу внесет изменения в передаваемые данные, которые легко заметить и измерить. Большое количество ошибок будет говорить о множественных попытках узнать закодированную информацию, и тогда будет подбираться новый ключ.
Реализация коммерческой деятельности заключается в продаже квантовых систем безопасной передачи данных. Основными потребителями данной разработки будут являться все организации, компании, предприятия, для которых главным приоритетом в осуществлении своей деятельности является абсолютная защита информации. В первую очередь, это необходимо для государства. Другие потребители, это финансовые структуры, коммерческие компании, телекоммуникационные организации, банки.
В рамках моей дипломной работы был рассмотрен банковский сектор, необходимость внедрения данной системы в существующую инфраструктуру банка.
Статистика кибератак такова, что на финансовый сектор приходится большинство киберпреступлений. Причем за 2017 год процент целевых атак составил 45%, 16% приходится на фишинг. Другие 33% процента приходятся на атаки клиентов банковской системы. Данный сегмент не особо интересен, так как в большинстве случаев хищения возникают в результате халатности, неаккуратности самих потребителей. Поэтому внедрение квантовых систем безопасности позволит снизить данную статистику и предотвратить около 60% киберпреступлений.
По данным информационного сервиса, наиболее приоритетными банками у потребителей являются Сбербанк, ВТБ и Газпромбанк. Большая часть активов данных банков занимают государственные финансы. Поэтому обезопасить банки в интересах также и самого государства. Возможность коммерциализации квантовых систем видится через организацию государственно-частного партнерства.
1. Фейнман Р. Ф. Фейнмановские лекции по физике. - 2013
2. Манин Ю. И. Вычислимое и невычислимое.
3. Голубчиков Д.М., Квантовая криптография: принципы, протоколы, системы.
4. Лифшиц Ю. Алгоритм Шора.
5. Квантовый алгоритм Гровера [Электронный ресурс]. URL: https: //sohabr.net/habr/post/204460/
6. Квантовый шанс [Электронный ресурс]. URL:
https://www.rbc.ru/magazine/2018/01/5a3940b09a794764894cb71c
7. История компьютера [Электронный ресурс]. URL:
http: //chernykh.net/content/view/1009/1092/
8. Корольков А.В. О некоторых прикладных аспектах квантовой криптографии в контексте развития квантовых вычислений и появления квантовых компьютеров // Журнал «Вопросы кибербезопасности».-2015.- № 1(9) - 7с.
9. Прескилл Д. Квантовая информация и квантовые вычисления. Ижевск: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика». - 2008.
10. Глушков,Е. Биты квантового мира [Электронный ресурс].НРЕ:https: //chrdk.ru/tech/quantum-bits
11. Рябцев И.И. Научно-технические проблемы создания квантовых вычислителей для перспективных образцов техники / Сборник научных трудов «Инноватика и экспертиза».-2016.- Выпуск 3 (18). - 90 с.
12. Дуплий. С.А. Квантовая информация, кубиты и квантовые алгоритмы. Харьков, Украина.-2005
13. Доронин С.И. Квантовая магия.-2016. - 8с.
14. D-Wave is now shipping its new $15 million, 10-foot tall quantum
computer [Электронный ресурс].
URL:https://www.theverge.com/circuitbreaker/2017/1/25/14390182/d-wave-q2000- quantum-computer-price-release-date
15. The D-Wave 2000Q System [Электронный ресурс]. URL:https://www.dwavesys.com/d-wave-two-system
16. A Preview of Bristlecone, Google’s New Quantum Processor [Электронный ресурс]. URL: https://ai.googleblog.com/2018/03/a-preview-of-bristlecone-googles-new.html
17. IBM Research анонсировали 50-кубитный квантовый компьютер [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/company/it-grad/blog/341920/
18. Официальный сайт Experience, I. Q. URL:
https: //quantumexperience.ng.bluemix.net
19. Физики из России и США создали первый 51-кубитный квантовый
компьютер [Элекстронный ресурс] URL:
https://ria.ru/science/20170714/1498476410.html
20. В России запустили первую межбанковскую линию квантовой связи [Электронный ресурс]. URL: https://texnomaniya.ru/v-rossii-zapustili-pervuyu-mezhbankovskuyu-liniyu-kvantovoiy-svyazi
21. Itmo.news [Электронный ресурс]
URL:http://news.ifmo.ru/ru/science/photonics/news/664
22. New Journal of Physics [Электронный ресурс]. URL: The SECOQC quantum key distribution network in: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/11/7/075001/meta
23. SwissQuantum [Электронный ресурс]. URL: https://www.swiss- quantum.ch/
24. China's Quantum-Key Network, the Largest Ever, Is Officially Online [Электронный ресурс]. URL: https: //www.livescience.com/61474-micius-china-quantum-keyintercontinental. html
25. Beijing-Shanghai quantum link a 'new era'[Электронный ресурс]. URL: http: //www.chinadaily.com.cn/china/2017- 09/30/content_32669593_3.htm#Content
26. Официальный сайт ID Quantique [Электронный ресурс].
URL: https: //www.idquantique.com/
27. ФинЦЕРТ [Электронный ресурс].URL:http://d-russia.ru/fintsert-v-rezultate-kiberatak-v-2017-g-iz-bankov-pohishheno-1-15 -mlrd-rub-na-23 -menshe-chem-v-2016.html
28. Рейтинг банков 2018 [Электронный ресурс].
URL: https: //bankiros. ru/bank/rating