Что такое квантовые технологии и как они повлияют на будущее Канады?

Канада является мировым лидером в разработке квантовых технологий и имеет все возможности для того, чтобы занять свое место в развивающейся квантовой индустрии.

В целом, квантовые технологии — это новые и развивающиеся технологии, основанные на уникальных свойствах квантовой механики — науки, изучающей физические свойства природы на атомном и субатомном уровне.

В будущем мы увидим, как квантовые технологии изменят вычислительную технику, связь, криптографию и многое другое. Они будут невероятно мощными, предлагая возможности, выходящие за рамки сегодняшних технологий.

Потенциальное влияние этих технологий на канадскую экономику будет преобразующим: Национальный исследовательский совет Канады определил квантовые технологии как перспективу стоимостью 142 миллиарда долларов, которая позволит трудоустроить 229 000 канадцев к 2040 году.

Канада может получить далеко идущие экономические и социальные выгоды от быстро развивающейся квантовой индустрии, но она должна действовать сейчас, чтобы обеспечить их — до того, как кто-то другой поставит первый крупномасштабный квантовый компьютер, что, вероятно, произойдет раньше, чем ожидается.

Хотя квантовые компьютеры будут революционными, они также создадут новые проблемы, взломав криптографию с открытым ключом, которая обеспечивает безопасность современных интернет и корпоративных сетей.

Криптография с открытым ключом — это метод шифрования данных с помощью пар ключей. Любой человек с открытым ключом может зашифровать сообщение, но расшифровать его может только тот, у кого есть соответствующий закрытый ключ.

Ключи генерируются компьютерами, решающими сложные математические задачи, которые не могут быть решены самыми мощными современными компьютерами, но могут быть решены квантовыми компьютерами. Данные, перехваченные и хранящиеся сегодня, уже уязвимы для этой будущей угрозы.

Это дает Канаде возможность инвестировать в новые технологии для защиты коммуникаций, начиная с «постквантовых» алгоритмов шифрования, а затем накладывая квантовое распределение ключей, тип доказательно безопасного квантового шифрования, основанного на квантовой механике.

Если Канада не защитит свою инфраструктуру кибербезопасности сейчас, появление квантового компьютера может стать для информационной безопасности эквивалентом ядерной бомбы: почти никакие информационные или вычислительные системы не будут защищены от будущей квантовой атаки.

Чтобы сохранить свое лидерство, Канаде необходимо выйти за рамки исследований и разработок и ускорить создание квантовой экосистемы, включающей в себя мощный кадровый резерв, предприятия, поддерживаемые цепочками поставок, а также участие правительств и промышленности.

Канада может сделать несколько вещей для поддержания этого лидерства:

1. Продолжать финансировать квантовые исследования. В Канаде существует более десятка институтов и лабораторий квантовых исследований. С 2005 года канадское правительство инвестировало более 1 миллиарда долларов в квантовые исследования и, вероятно, скоро объявит о национальной квантовой стратегии.
2. Построить кадровый резерв с помощью более открытой иммиграции: Несмотря на то, что квантовых специалистов готовят в каждом крупном университете Канады, спрос на них в три раза превышает количество новых выпускников. Канаде нужны такие же программы ускоренной иммиграции, которые способствовали буму телекоммуникаций в 1990-х годах.