Специалисты из НИТУ «МИСИС», НИУ ВШЭ и компании QRate разработали новый подход, использующий лёгкие алгоритмы машинного обучения для повышения точности и надёжности квантовой связи.
Разработка позволяет динамически оптимизировать процесс коррекции ошибок в системах квантового распределения ключей, что ускоряет передачу данных и повышает устойчивость работы в реальных условиях.
Как пояснили в пресс-службе МИСИС, в теории защищённость данных в квантовых сетях должна обеспечиваться законами квантовой механики, но на практике на неё влияют помехи в оптоволоконных линиях и неточности в работе оборудования, сообщает ТАСС.
«Новый алгоритм с применением машинного обучения позволяет динамически оптимизировать коррекцию ошибок в системах квантового распределения ключа, повышая устойчивость работы в неидеальных условиях. Это важный шаг к созданию масштабируемых и практичных квантовых сетей», — отметила ректор НИТУ «МИСИС» Алевтина Черникова.
После завершения сеанса квантовой связи пользователи получают так называемые «сырые» ключи, которые из-за шумов или потенциального вмешательства могут содержать ошибки. Для их исправления используются специальные коды, которые разбивают ключ на блоки, вычисляют для каждого контрольную сумму и передают её по открытому каналу для сравнения. Чем меньше блок, тем медленнее идёт проверка и тем выше уязвимость системы.
«Наш алгоритм в режиме реального времени анализирует телеметрию системы и подбирает наиболее оптимальный режим работы кода», — пояснил руководитель лаборатории теории квантовых коммуникаций НИТУ «МИСИС» Андрей Тайдуганов.
Новый подход позволяет с помощью машинного обучения точно прогнозировать частоту возникновения ошибок и динамически подбирать оптимальный размер блоков для их коррекции. Алгоритм обучается на реальных данных о работе квантовой линии связи, что также даёт возможность быстро адаптироваться к неожиданным изменениям в её работе.
Разработка выполнена в рамках стратегического проекта МИСИС «Квантовый интернет» и направлена на создание масштабируемых и защищённых квантовых сетей, пригодных для практического применения.
