180601 kvantovaarmiaМаєш новітню технологію - отримуєш стовідсоткову перевагу на полі бою над тим, хто її не має. Саме так можна описати квантові технології, на які вже давно “поклали око” США та Китай - і не тільки вони. Державні інвестиції в розвиток цієї галузі важливі для армії з огляду на перспективу використання, робочі місця та економічне зростання. Тож ми разом з директором Департаменту інноваційних технологій компанії “Еверест” Віктором Долгоп’ятовим спробуємо розібратися, що дадуть квантові технології майбутній оборонці та безпеці.

 

Одиниці, нулі та заплутаність

 

Квантові технології використовують властивості субатомних частин для здійснення обчислювальних процесів, які не може зробити звичайний комп’ютер. Класична машина для обробки інформації використовує бінарний код з одиниць та нулів. Біт має два базових стани - 1 та 0, зміну яких можна контролювати - об’єкт або знаходиться в потрібному місці, або ні. Квантові біти (кубіти) застосовують принцип суперпозиції, що дозволяє їм займати всі можливі стани (як 1, так і 0) одночасно. Тому квантові комп’ютери можуть здійснювати паралельні численні розрахунки, оптимізувати процеси та загалом виконувати задачі, які не під силу звичайному комп’ютеру.

 

180601 kvantovaarmia 1

У 2008 році вченим вдалося виміряти стан квантово-заплутаних фотонів на відстані 144 кілометрів і взаємодія між ними все одно виявилася миттєвою, так якщо б вони були в одному місці або не існувало б простору. Вважається, що якщо такі квантово-заплутані фотони опиняться в протилежних ділянках Всесвіту, то взаємодія між ними все одно буде миттєвою, хоча світло цю ж відстань долає за десятки мільярдів років...

 

Квантова заплутаність також досить перспективна для сфери оборонних технологій. Якщо дві квантові частини нерозривно пов’язані між собою (сплутані), то зміна одного викликає зміну в іншому. І ці кубіти можуть залишатися з’єднаними навіть тоді, коли вони знаходяться на великій відстані один від одного. Таку технологію можна реалізувати для миттєвого зв’язку чи ефективних радарів.

 

З механізмом дії все зрозуміло, наступне питання - як ці технології реалізувати в оборонній сфері та безпеці?

 

Сумна звістка для шпигунів

 

Найбезпечніший спосіб передати інформацію - за допомогою квантової мережі, в основі якої лежить принцип квантового розподілу ключів. Ключ генерується та передається завдяки фотонам у квантовому стані. Скопіювати його не можна, а при спробі злому фотони змінюють свій стан та вносять помилки в дані, що передаються. Якщо “рівень” помилок перетнув допустиму межу, це означатиме, що хтось намагається втрутитися в мережу.

Коментар по темі:

180322 Долгопятов

В і к т о р   Д о л г о п я т о в

Директор Департаменту інноваційних

технологій компанії “Еверест”

У такому випадку система підбирає новий ключ доти, доки не буде досягнуто допустимого рівня помилок. Якщо повідомлення, що переміщується квантовою мережею, буде перехоплено третьою стороною, то це повідомлення миттєво втрачає свою цінність та стає нечитабельним. “Квантові технології для передачі інформації - стовідсоткове “так”. Перешкодозахищеність - це основний принцип квантової заплутаності і його необхідно використовувати у військових системах”, - коментує Віктор Долгоп’ятов.

 

Приємний бонус для тих, хто опанує ці технології - більшість світових систем інформаційної безпеки стануть марними. Річ у тому, що теперішні моделі шифрування залежать від обмеженої обчислювальної потужності, доступної для хакерів, та необґрунтованої кількості часу, необхідного для вирішення довгих ключів шифрування. Однак потужність квантових комп’ютерів у рази пришвидшить ці процеси. Здатність швидко отримати секретні дані супротивника нададуть вирішальну стратегічну перевагу.

 

180601 kvantovaarmia 2

Пристрій для квантового розподілу ключа в лабораторних умовах

 

 

Ефективні датчики

 

Датчики із використанням квантової технології мають високу чутливість та надзвичайну просторову роздільну здатність. Такі пристрої можна помістити в мозок людини, щоб зрозуміти його структуру, лікувати різні захворювання, а в далекому майбутньому - створити штучну свідомість.

 

Щодо військових, то квантові датчики суттєво пришвидшать впровадження та підвищать ефективність інтернету речей, у функціонування якого не зможе втрутитися супротивник; датчики обертання допоможуть в ідентифікації місця знаходження об’єкту ймовірного супротивника в просторі. І знову ж повертаємося до того, що ці датчики використовуватимуть для ефективності приймання та передачі інформації на великих відстанях, а іноді й для керування об’єктами, адже датчики можуть змінювати їх траєкторію.

 

Військові годинники

 

Вчені вже працюють над створенням атомних годинників для синхронізації часу та позицій тактичних операцій, спрямування ракети після запуску тощо.

 

Публікація по темі: ШПИГУНЬСКА STRAVA: ЯК ФІТНЕС-ДОДАТОК РОЗКРИВАЄ ТАЄМНИЦІ ВІЙСЬКОВИХ БАЗ

 

Однак годинники, засновані на квантових технологіях, використовуватимуть не тільки за їх основним призначенням - вони будуть настільки точними, що слугуватимуть детекторами об’єктів для сканування навіть незначних змін у гравітації, магнітних та електричних полях, русі, силі, температурі тощо - ці зміни будуть відбиватися у змінах часу.

 

GPS-замінники

 

“Заміна GPS - чудова перспектива, особливо для підводних об’єктів, адже супутники за таких умов не працюють, - стверджує фахівець “Евересту”. Однак треба звернути увагу на такі труднощі як відсутність синхронізації супутників та необхідність створення чітких гравітаційних карт, адже квантова система рахує переміщення від стартової точки координат. Деякі аномалії, наприклад, скелі, поклади руд чи будівлі, будуть сприйматися квантовою системою як наявність прискорення в бік аномалії, що призведе до збільшення похибки.”

 

Вчені Національного інституту стандартів та технологій США пропонують використовувати “квантове радіо” там, де мобільні мережі чи GPS не “мають влади” - у міських джунглях, під водою чи землею. Квантові датчики більш чутливі до магнітних полів, що збільшує зону приймання сигналу та ширину каналу.

 

Публікація по темі: СВЯЗЬ, КАК ОБЪЕКТ НАПАДЕНИЯ ВРАГА

 

Щоб зробити пристрій більш ефективним, спеціалісти з США тестують квантовий магнітометр, який буде приймати сигнали, що перемикатимуться між рівнями енергії атомів та іншими властивостями. Таким чином, збільшиться дальність низькочастотного сигналу та ефективність пропускної здатності пристрою.

 

180601 kvantovaarmia 3

«Мо-цзи»- перший в світі супутник, призначений для квантової передачі інформації по каналу зв'язку, гарантовано захищеному від хакерів. У червні 2017 року він зміг транслювати «зплутані» фотони на станції, розташовані в китайських містах Делінха і Ліцзян, фізична відстань між якими становить 1203 км.

 

“Надійна карта” для інженерів

 

Можливості квантових обчислень дозволять використовувати більш складні моделі, які будуть показувати, як молекули збираються та кристалізуються з появою нових матеріалів. Наприклад, коли інженер щось розробляє, спочатку ця структура проектується за допомогою комп’ютерів. Це надзвичайно складно зробити на молекулярному чи атомному рівні - фактично, вчені “рухаються на полі бою без надійної карти”.

 

Квантові обчислення надають таку “карту” для аналізу атомних взаємодій з великою точністю, що призведе до створення нових ефективних матеріалів: броні для техніки, надійніших бронежилетів, більш потужних магнітів, кращих джерел енергії тощо.

 

“Квантове” ведення бойових дій

 

Квантові комп’ютери можуть одночасно здійснити велику кількість обчислень, що дозволяє залучити їх для систем логістики сил оборони, оптимізації та багатьох інших сучасних технологій. Такий комп’ютер може миттєво вивчити всі можливі стратегії, визначити найшвидший чи найменш ресурсовитратний спосіб вирішення проблеми, виявити безпечний шлях пересування військових. В умовах сучасних концепцій бою, де швидкість - фактор першочергової важливості, той, хто матиме квантовий комп’ютер, отримає неоціненну перевагу.

 

Публікація по темі: BIG DATA КОЛЬОРУ ХАКІ: ЯК ВІЙСЬКОВІ ВИКОРИСТОВУЮТЬ ТЕХНОЛОГІЇ ВЕЛИКИХ ДАНИХ

 

Системи зброї, що постійно ускладнюються, також потребують покращених систем для обробки інформації. Наприклад, F-35 Joint Strike Fighter вимагатиме більше ніж 20 мільйонів справних рядків коду, з якими квантовий комп’ютер впорається набагато швидше за будь-який інший.

 

180601 kvantovaarmia 4

F-35 Joint Strike Fighter вимагатиме більше ніж 20 мільйонів справних рядків коду, з якими квантовий комп’ютер впорається набагато швидше за будь-який інший

 

Однак деякі фахівці припускають, що перші квантові комп’ютери не зможуть приймати виважені рішення. “На мою думку, ще зарано передавати керування бойовими діями комп’ютерам, - коментує Віктор Долгоп’ятов. - Тим паче, квантовим, бо квантові процесори, за всіх своїх позитивних сторін, дають ймовірнісний результат. Його, звісно, можна перевести у класичну логіку, однак це все одно залишиться ймовірнісною системою із законом обмежень. Людина може кинутися у вогонь, щоб спасти іншу людину, розуміючи, що скоріш за все вона загине, та за певних умов вона може і вижити, і напарника врятувати. А комп’ютер ніколи не обере мізерно низький процент ймовірності. Машина повинна мати пріоритети, емоції, має бути схожа на людину. А комп’ютер з емоціями не може керувати діями військових. Тому поки що відкладаємо це на майбутнє. Нехай комп’ютери збирають й аналізують дані про поточний стан бойових дій та надають рекомендації щодо подальших кроків”.

 

Олексій ЛЕВКОВ,

Defense Express

 

Публікації по темі:

 

ВІЙСЬКОВІЙ ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ ТА УКРАЇНСЬКІ РЕАЛІЇ

 

ВІЙСЬКОВИЙ ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ І УКРАЇНА: ЯК УВІЙТИ В МАЙБУТНЄ?

 

ЕФЕКТИВНИЙ ЗВ'ЯЗОК — КЛЮЧ ДО УСПІХУ НА ПОЛІ БОЮ. ЧАСТИНА 1

 

ЕФЕКТИВНИЙ ЗВ'ЯЗОК - КЛЮЧ ДО УСПІХУ НА ПОЛІ БОЮ. ЧАСТИНА 2

 

 

! При використанні вмісту сайту обов’язковим є активне гіперпосилання на defence-ua.com, що не закрите від індексації пошуковими системами

Переклад

ukarzh-TWenfrdeitptrues