Įsivaizduokite, kad spintelės raktą jums perduoda ne žmogus, o šviesos blyksnis. Jei kas nors bandytų jį pagauti pakeliui, raktas akimirksniu sulūžtų - ir tai būtų iškart matoma. Būtent taip veikia kvantinis ryšys: nors iš pirmo žvilgsnio skamba kaip mokslinė fantastika, jis jau šiandien tampa realybe ir gali virsti vienu svarbiausių ateities saugumo pamatų.
Kauno technologijos universiteto Informatikos fakulteto (KTU IF) profesorius, Kibernetinio saugumo kompetencijų centro vadovas dr. Š. Grigaliūnas teigia, kad kvantinės technologijos atveria plačias galimybes - nuo tikslesnių laiko matavimų ir pažangesnės navigacijos iki patikimesnių ryšių po vandeniu ar kosmose.
Kas daro kvantinius kompiuterius tokius galingus?
Kubitas - kvantinio kompiuterio pagrindas
„Kad suprastume, kas yra kubitas, įsivaizduokime šviesos jungiklį. Klasikiniame kompiuteryje jis gali būti tik išjungtas (0) arba įjungtas (1) - tai yra bitas. O kvantiniame kompiuteryje jungiklis labiau primena besisukančią monetą: kol ji sukasi, ji nėra vien tik skaičius ar vien tik herbas - ji vienu metu gali būti abiem.
KTU profesorius dr. Š. Grigaliūnas teigia, kad viena svarbiausių kubitų savybių - susietumas. „Įsivaizduokite dvi stebuklingas monetas, kurias galima sukti toli viena nuo kitos, tačiau jos vis tiek susitarusios taip, kad sustabdžius vieną, antroji akimirksniu žino, ką rodyti. Tiksliau, jų rezultatai visada susiję, nes monetos buvo paruoštos kartu.
„Šios savybės suteikia kvantiniam skaičiavimui unikalų pranašumą. Turėdamas daug „besisukančių monetų“ (kubitų), kvantinis kompiuteris gali vienu metu įvertinti daugybę galimų atsakymų kombinacijų ir išmintingai pasverti, kur slypi teisingas.
Kvantinės technologijos saugumo srityje
„Saugumo srityje itin svarbus QKD - informacijos apsikeitimo slaptomis rakto sekų dalimis būdas, paremtas šviesos naudojimu. Jis leidžia užtikrinti saugų ryšį net ir atsiradus galingiems kvantiniams kompiuteriams.
Kriptografijoje raktas - tai matematinis kodas (skaičių seka), naudojamas informacijai užšifruoti ir iššifruoti. „Jei tai įvyktų rytoj, pasekmės būtų dvi ir labai greitos: pirma, būtų atverti archyvai, jau dabar renkami principu „saugoti dabar, iššifruoti vėliau“ (angl. harvest now, decrypt later).
„Tiksli „Q-Day“ data neprognozuojama, tačiau rizika jau yra pakankamai arti, kad atsakingi specialistai planuotų veiksmus šiandien. Praktinis požiūris apima inventorizaciją, „saugoti dabar, iššifruoti vėliau“ grėsmės mažinimą jautriems duomenims, PQC bandymus ir kvantinių ryšių pilotinius projektus.
Lietuvoje ši technologija jau bandoma: nuo palydovinio raktų perdavimo projekto EAGLE-1 iki antžeminių optinių stočių, priimančių signalus iš kosmoso. KTU šiame procese užima strateginės institucijos vaidmenį. Čia bus įrengta mobilioji stotis, priimsianti kvantinius raktus iš palydovų ir perduosianti juos į mūsų tinklus. Kartu su partneriais kuriamas Latvijos-Lietuvos kvantinis stuburas, jungiantis Rygą, Panevėžį ir Vilnių, o ateityje jis bus integruotas į Lenkijos infrastruktūrą. Universitetai čia atlieka jungiamąją funkciją.
Pasirengimas kvantinei ateičiai
Pasak KTU profesoriaus, studentai studijų programose jau supažindinami su postkvantine kriptografija (naujais šifravimo metodais), kvantiniu raktų dalijimusi ir kibernetinio saugumo centrų veikla. Visa ši veikla sudaro vientisą grandinę: mokslas - standartai - pramonė.
„Išradome, aprašėme, pavertėme standartais ir perkėlėme į realius produktus bei paslaugas. Ruošiame žmones kvantinei ateičiai - mokome šiandien tam, kad rytoj mūsų ryšiai, paslaugos ir žmonės būtų pasiruošę kvantinės eros iššūkiams“, - apibendrina Š.