Массачусетский технологический институт (MIT) опубликовал первый глобальный отчет о состоянии квантовых технологий в мире, и картина получилась интригующая. Мы стоим на пороге квантовой революции, где США и Китай делят лидерство, но в разных направлениях. Инвестиции в квантовые технологии достигли рекордных 1,6 миллиарда долларов в 2024 году.

США доминируют в квантовых вычислениях — той области, где квантовые компьютеры решают сложные задачи за секунды, на которые обычным компьютерам потребовались бы тысячи лет. У Америки 22% научных публикаций в этой сфере, и она имеет самый высокий индекс качества исследований.

Китай же захватил лидерство в квантовых коммуникациях — технологии сверхзащищенной связи. 39% всех научных работ в этой области выходят именно там. Китайцы уже запустили квантовый спутник и построили 12-тысячекилометровую квантовую сеть связи, которую невозможно прослушать.

По патентам картина еще интереснее: Китай подал 60% всех заявок на квантовые технологии, но американские патенты считаются более важными и качественными.

Квантовые стартапы привлекли рекордные инвестиции в 2024 году. Например, компания PsiQuantum из Австралии получила 620 миллионов — почти половину годового финансирования всей отрасли.

США и Великобритания контролируют 60% всех инвестиций в квантовые технологии. При этом квантовая отрасль пока составляет менее 1% от общего венчурного финансирования — настоящий «стартап» в мире технологий. И это без учета финансирования квантовых программ исследований со стороны Китая. В силу определенных причин такая информация недоступна экспертам. Впрочем, и оборонные ведомства Европы и США тоже не раскрывают всех карт.

Квантовые вычисления обещают революцию в разработке лекарств, создании новых материалов и логистике. Квантовый компьютер сможет спрогнозировать поведение молекул и ускорить создание лекарств от опасных заболеваний.

Но появляются и серьезные вызовы: квантовые машины смогут взломать практически любое современное шифрование. Например, ваши банковские пароли станут попросту бесполезными. И не только они. Квантовый «взломщик» за мгновение подберет правильную комбинацию для входа в любые почтовые аккаунты, базы данных и криптокошельки. Поэтому уже сейчас разрабатывают «квантово -устойчивое» шифрование.

ITNEWS.pro связался с Александром Гостевым, главным технологическим экспертом Kaspersky, и попросил ответить на пару вопросов по теме:

- Квантовые компьютеры обещают сломать всю современную криптографию. Когда это может произойти и что будет с нашими секретами? Как квантовые вычисления повлияют на безопасность личных данных обычных пользователей?

Это не фантастика — это вопрос времени. Современная криптография, которая защищает всё от банковских переводов до переписок в мессенджерах, в основе своей строится на математических задачах, которые классическим компьютерам «не по зубам». Но квантовые компьютеры решают их гораздо быстрее.

Ключевой момент — так называемый «Shor-алгоритм». Он способен за считаные часы взломать RSA или ECDSA — алгоритмы, на которых сегодня работают HTTPS-сайты, цифровые подписи, VPN, электронные паспорта.

Но есть нюанс: чтобы запустить такой взлом, квантовому компьютеру потребуются тысячи так называемых логических кубитов. Это пока недостижимо — самые мощные квантовые устройства сегодня имеют чуть больше тысячи физических кубитов, а для надёжной работы требуются миллионы.

Хотя практического «взломщика» интернета пока нет, времени на подготовку почти не осталось. Компании вроде IBM, Google, китайских лабораторий уже показывают, что рубеж в миллион кубитов — достижим в горизонте 10–15 лет. А это уже зона риска.

Более того, многие забывают, что секреты имеют срок жизни. Например, если вы отправили важный файл сегодня, а злоумышленник его перехватил и сохранил, он может спокойно подождать появления квантового компьютера — и расшифровать файл через 10 лет. Поэтому всё, что должно быть секретом долго, нужно защищать уже сейчас.

Последствия могут быть очень личными. Представьте, что кто-то перехватил ваш зашифрованный архив с медицинскими данными, личной перепиской или коммерческими документами. Сейчас он ничего не может с этим сделать — но через 10 лет, когда появятся нужные квантовые мощности, откроет и прочтёт всё.

Также пострадают цифровые подписи. Представьте, что кто-то в 2035 году подделает «задним числом» юридически значимый документ, подписанный электронной подписью. Без должной защиты отличить подделку будет невозможно.

- Существуют ли уже сегодня практические технологии, которые используют квантовые вычисления или постквантовые алгоритмы для защиты информации? Что доступно обычным пользователям и бизнесу?

Это называется постквантовая криптография. Это такие алгоритмы, которые устойчивы к атакам как классических, так и квантовых компьютеров. Они не зависят от факторизации или логарифмов, а используют другие задачи — например, решётки (lattices) или хэши.

В 2024 году в США уже были утверждены первые официальные стандарты — это Kyber, Dilithium, SPHINCS+ и другие. И они уже начали внедряться.

• Браузер Google Chrome с версии 124 по умолчанию использует гибридное шифрование: старый алгоритм + постквантовый. Это значит, что даже если злоумышленник запишет ваш HTTPS-трафик, он не сможет расшифровать его позже.

• Мессенджер Signal уже несколько лет применяет гибридный постквантовый обмен ключами. WhatsApp и iMessage тоже начали переход.

• Почтовые сервисы вроде ProtonMail и Tuta предлагают квантово-устойчивую защиту писем.

• Некоторые VPN-сервисы, особенно корпоративные, начали внедрять поддержку новых алгоритмов.

Для бизнеса доступны и другие решения: облачные хранилища с постквантовой защитой, библиотеки для разработчиков, защищённые серверы. Крупные провайдеры вроде AWS и Cloudflare уже поддерживают такие функции.

Но вернемся к отчету MIT. Спрос на специалистов в этой области в США вырос в три раза с 2018 года. Германия лидирует по количеству магистерских программ, где в названии звучит слово «квант».

Сегодня существует более 40 коммерческих квантовых процессоров от двух десятков производителей. Но пока это как первые автомобили — работают, но до практичности еще далеко. Современные квантовые компьютеры по-прежнему проигрывают обычным во всех практических задачах. Именно, практических.

Эксперты считают, что настоящая квантовая революция начнется через 10-15 лет. Тогда квантовые компьютеры станут решать реальные задачи: от поиска новых лекарств до оптимизации трафика в мегаполисах.

США делают ставку на универсальность квантовых вычислений, Китай — на практическое применение квантовой связи. Европа пытается не отстать, объединив усилия в рамках программы Quantum Flagship с бюджетом 1 миллиард евро.

Квантовая гонка напоминает космическую программу 1960-х: много денег, амбиций и неопределенности. Но ставки еще выше — победитель получит технологическое превосходство на десятилетия вперед.