«Атмосферные и космические каналы связи помогут обеспечить безопасной связью всю страну»

Существуют локальные квантовые сети в нескольких университетах страны, которые также объединяются через магистральные линии связи. Но также мы понимаем, что в силу огромных размеров территории России протянуть оптоволокно получится не везде. В рамках решения глобальной задачи по построению защищенных линий связи мы прорабатываем вариант интеграции оптоволоконных каналов распределения ключей с атмосферными и космическими каналами связи.

Принцип технологии КРК через атмосферный канал связи схожий с передачей ключей по оптоволокну. Есть соответствующее оборудование, посредством которого легитимные пользователи посылают и принимают квантовые состояния, которые потом превращаются в биты ключей. Единственное обязательное условие – передача должна осуществляться на расстоянии прямой видимости, то есть пользователи должны видеть друг друга, в силу свойств распространения света через открытое пространство.

Принципиально важным здесь является потенциальное использование космических каналов связи. Образно говоря, когда спутник, пролетая фактически над любым объектом на территории РФ, передает ключи, которые потом можно использовать для шифрования и расшифрования. Наличие космического сегмента в технологии КРК существенно расширяет географию и, следовательно, возможности реализации защищенной связи на большой территории.

В рамках реализации космического проекта подписан договор с РЖД, который является заказчиком этого проекта и курирует выполнение всех намеченных работ. МГУ имени М.В. Ломоносова – главный исполнитель. Нам также помогают три соисполнителя. При поддержке госкорпорации «Роскосмос» будет осуществлен запуск созданного в МГУ спутника. Компания «Мостком» разрабатывает систему обнаружения, захвата и удержания цели. Здесь важно отметить, что скорость движения низкоорбитальных спутников достаточно высокая. Взаимодействие с таким спутником осуществляется с помощью оптических сигналов. Для этого на борту спутника и приемного телескопа устанавливаются специальные маяки и приемники, которые удерживают друг друга в поле непрерывного наблюдения. И третий соисполнитель – компания «СФБ Лаб», которая выполняет специальные исследования, обязательные для всех проектов, связанных с повышенной защитой систем связи. Это ключевые игроки, но основная работа, повторюсь, будет сделана в рамках подразделений МГУ.

Московский государственный университет имеет все необходимые компетенции для реализации данного проекта. У нашего подразделения «Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына» богатый опыт создания космических аппаратов. В этом направлении мы будем работать в популярном формате космического аппарата кубсат. Еще одно подразделение МГУ – Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга (ГАИШ МГУ) – отвечает за наземные терминалы. Их будет два: один – на территории Кавказской горной обсерватории МГУ, второй – на полигоне РЖД в Щербинке. Терминалы будут укомплектованы оборудованием, созданным в ГАИШ МГУ. Квантовой частью занимается наш Центр квантовых технологий. Все необходимое оборудование (излучатель состояний, приемник, вся сопутствующая электроника и оптика) будет создано и установлено на борту спутника и наземных терминалах.

Как разработчики и в первую очередь как физики, мы знаем, что делают в этом направлении китайские партнеры. В курсе европейских, канадских, индийских, сингапурских проектов. Учитываем характерные особенности реализации тех или иных оптических квантовых систем, но максимально ориентируемся на собственные силы. В этом смысле термин «импортонезависимость» особенно актуален. Наша задача – сделать систему, целиком собранную в России, которая не зависит от обстоятельств и настроений зарубежных партнеров. Стремимся к полной автономности.

В реализации космического проекта, конечно, есть определенные трудности. С точки зрения физики никаких сюрпризов быть не может. Мы давно работаем с этой технологией, были разработчиками оптоволоконных систем, есть опыт разработок систем распределения ключей в атмосфере. Основная проблема – учесть при построении конкретной системы огромное множество нюансов, которые связаны с распространением слабых оптических сигналов через турбулентную атмосферу, в том числе с учетом расходимости пучков. Множество тонкостей надо будет учесть в аппаратуре, предусмотреть дублирование, сделать так, чтобы система в автоматическом режиме после запуска включилась и работала, как это надо нам.

Есть проблемы с закупками комплектующих: не все, к сожалению, производится сейчас в России. Но мы смотрим на реализацию проекта с оптимизмом. Физику мы понимаем хорошо, технику нам по силам создать. И конечно, вдохновляет успешный пример других компаний и государств, где уже реализованы подобные эксперименты.

Изображение сгенерировано ChatGPT