Информационная экосистема

Развитие квантовых технологий – задача стратегической важности для многих стран мира. В России именно ОАО «РЖД» играет ведущую роль в этом направлении. Правительство РФ 20 марта этого года выпустило распоряжение № 655-р, которое предусматривает увеличение уставного капитала компании, за счёт чего 2,69 млрд руб. будет направлено на обеспечение создания квантовых сетей в рамках дорожной карты «Квантовые коммуникации». О том, какая работа проведена и что ещё предстоит сделать, «Пульту управления» рассказал начальник Департамента квантовых коммуникаций Артур Глейм.

– ОАО «РЖД» занимает ключевую позицию в сфере развития квантовых коммуникаций в России. В чём основные преимущества данной технологии и какую пользу она может принести государству и холдингу?
– Технологии передачи информации, основанные на законах квантовой физики, дают принципиально новый уровень защищённости информационной инфраструктуры. Ключевая особенность квантовых коммуникаций – возможность построения защищённых от «взлома» систем связи, в которых неизменность и достоверность передаваемой информации гарантируются физическими принципами, а не математическими алгоритмами, как в существующих криптографических системах. На железнодорожном транспорте эта технология даст возможность, в частности, создавать защищённые системы сбора данных о состоянии инфраструктуры и системы передачи управляющих сигналов, которые невозможно подменить.
Для осуществления защищённой передачи информации используются кванты электромагнитного излучения – фотоны. Одним из ключевых свойств, которое помогает осуществлять безопасную передачу информации, является невозможность для злоумышленника перехватить фотон, не изменив его состояние. Такой обмен информацией считается безусловно надёжным благодаря возможности обнаружения злоумышленника.
Наша задача как компании – лидера по направлению «Квантовые коммуникации» – воплотить существующий сегодня научный фундамент и технические решения в конкретных проектах, в подготовке высококвалифицированных кадров и развитии коммерческого рынка квантовых коммуникаций.
Инфраструктура РЖД объединяет более 75 тыс. км оптоволоконных сетей и собственные системы связи по всей стране. Интегрируя наши возможности с усилиями участников рынка и регулятора, мы сможем выстроить модель кооперации от базовых научных разработок до конечного применения. Потребителями услуг на новом рынке квантовых коммуникаций станут телекоммуникационные операторы, органы государственной власти, финансовые организации, операторы критической инфраструктуры, в том числе ОАО «РЖД», и другие участники.

– Кто является партнёром ОАО «РЖД» по развитию квантовых технологий и какие возможности открывает это сотрудничество?
– Для решения поставленных задач РЖД обеспечивают создание экосистемы и координацию работ между участниками. В целях развития экосистемы квантовых коммуникаций уже заключены соглашения о сотрудничестве с рядом регионов России, а также крупных отраслевых компаний. На сегодняшний день в экосистему квантовых коммуникаций, которую формируют РЖД, уже входит более 100 организаций, представляющих различные категории – от госструктур до стартапов. Необходимо отметить, что конфигурация экосистемы постепенно меняется: к научным, образовательным организациям, разработчикам и производителям оборудования добавляется всё больше промышленных предприятий, разработчиков сервисов и операторов связи.
Разрабатываемые перспективные технологии и подходы позволят не только масштабировать квантовые информационные сети, но и снизить стоимость их создания. В перспективе это даст возможность предоставлять коммерчески эффективные услуги и сервисы, увеличивая число потенциальных потребителей квантовых технологий. Дальнейшее развитие национальных квантовых сетей, объединяющих передачу квантово-защищённых данных с беспилотными системами и разнообразными абонентскими устройствами, обеспечит становление полноценной информационной экосистемы.
У нас уже заключён ряд партнёрских соглашений. Например, в прошлом году мы заключили договор с Центром компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС» на создание инновационного устройства для квантово-защищённых сетей связи. Целью проекта является разработка устройства квантового распределения ключей с использованием «недоверенного» центрального узла для применения в сетях типа «звезда» (с центральным узлом и несколькими подключёнными периферийными устройствами связи). Такой узел позволяет не накапливать квантовые ключи, а сразу распределять их между периферийными устройствами, что позволяет снизить возможность несанкционированного доступа. Разрабатываемая технология позволит в значительной мере оптимизировать архитектуру квантовых сетей. Контракт подразумевает проведение научно-исследовательской работы, в рамках которой будет создан экспериментальный образец устройства, проведены его испытания и оценка возможности и целесообразности создания нового типа оборудования.

– Какие задачи в настоящее время стоят перед Департаментом квантовых коммуникаций?
– Департамент квантовых коммуникаций создан в холдинге в 2019 году в рамках обеспечения реализации соглашения между Правительством России и ОАО «РЖД» о развитии высокотехнологичного направления квантовых коммуникаций. Наш департамент обеспечивает взаимодействие с научным сообществом и технологическими компаниями в части внедрения квантовых технологий передачи и защиты данных, способствующих повышению эффективности бизнес-процессов ОАО «РЖД», повышению эффективности использования инфраструктуры и безопасности функционирования железнодорожного транспорта.
В 2022 году по поручению президента России Владимира Путина мы совместно с Минцифры России, Минэкономразвития России и ведущими экспертами научного сообщества актуализировали дорожную карту развития высокотехнологичного направления «Квантовые коммуникации» на период до 2030 года. В документе детализированы мероприятия, направленные на развитие инфраструктуры, приоритетных технологий и экосистемы квантовых коммуникаций, утверждены экспертные организации, которые будут проводить научно-технологическую и экономическую экспертизу, усовершенствован механизм контроля. В конце декабря 2022 года ОАО «РЖД» и Правительство Российской Федерации подписали соглашение в целях реализации мероприятий обновлённой дорожной карты.
Дорожной картой определены 17 ключевых групп продуктов и привязанные к ним показатели, которые характеризуют готовность продуктов к выходу на рынок. Мероприятия карты являются основой для организации и проведения НИОКР, пилотных проектов внедрения квантовых коммуникаций, реализации образовательных программ подготовки научных и инженерных кадров, трансфера технологий, разработки национальных и международных стандартов, а также создания необходимой инфраструктуры развития квантовых коммуникаций.

– Каких результатов уже удалось добиться?
– Нами уже реализован проект создания на волоконно-оптической инфраструктуре ОАО «РЖД» пилотного участка магистральной квантовой сети Москва – Санкт-Петербург. В 2022 году завершены мероприятия по организации Центра управления и мониторинга квантовой сети ОАО «РЖД», создан сегмент магистральной квантовой сети Москва – Нижний Новгород. Общая протяжённость сети сегодня составляет порядка 1150 км.
Дорожной картой «Квантовые коммуникации» на период до 2030 года зафиксирована цель по достижению к концу 2024 года протяжённости квантовых сетей более 7 тыс. км, а к 2030 году – более 15 тыс. км.
В рамках развития магистральной квантовой инфраструктуры завершаем работы по созданию Центра управления и мониторинга квантовых сетей ОАО «РЖД». Центр является неотъемлемой частью инфраструктуры квантовых коммуникаций и необходим для интеграции участков магистральной квантовой сети в инфраструктуру ОАО «РЖД» и дальнейшего масштабирования квантовой сети, формирования и предоставления сервисов.
Также разработан и внедрён открытый порядок отбора и прохождения научно-технических проектов с привлечением экспертов ведущих научно-исследовательских и образовательных организаций, компаний – разработчиков и производителей оборудования, операторов телекоммуникационных услуг. Данная организационная модель позволяет наиболее эффективно сконцентрировать ресурсы для развития высокотехнологичной области «Квантовые коммуникации» и соблюсти баланс интересов государства и всех участников рынка.

– В чём заключаются основные сложности в вопросах развития квантовых технологий?
– Одной из важнейших задач сегодня является обеспечение импортозамещения оптических компонентов оборудования квантовых коммуникаций. В рамках дорожной карты в настоящее время планово реализуется 25 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, которые направлены на создание отечественных оборудования и компонентной базы, разработку перспективных технологий. В том числе реализуются семь проектов по созданию критически важных для отрасли отечественных оптических компонентов. По результатам работ ожидается создание ряда опытных и экспериментальных образцов устройств и систем квантовых коммуникаций к 2024–2025 годам.

– Квантовые технологии – относительно новое направление. Как обстоит дело с компетентными кадрами и как ОАО «РЖД» участвует в подготовке специалистов?
– Да, безусловно, масштабные мероприятия, заложенные в дорожной карте, требуют обеспечить подготовку высококвалифицированных кадров, способных проектировать квантовые сети, осуществлять техническое обслуживание, эксплуатацию аппаратуры, а также разрабатывать новые виды оборудования и проводить научные исследования в этой области.
В рамках реализации мероприятий дорожной карты развития высокотехнологичного направления «Квантовые коммуникации» мы совместно с АНО «Центр обеспечения цифровой трансформации» разрабатываем профессиональные стандарты. Профстандарт описывает область деятельности, содержание трудовых функций и необходимых для их выполнения знаний и умений, а также ряд других параметров, характеризующих специфику труда. Уже утверждён и вступил в силу стандарт «Специалист по монтажу и технической эксплуатации квантовых сетей». В ближайшее время планируется утвердить второй – «Специалист по исследованиям и разработкам в области квантовых коммуникаций».
В российских вузах успешно реализуются образовательные программы в области квантовых коммуникаций и смежных областях. За три предшествующих года подготовлено более 200 выпускников по 12 образовательным программам, в том числе более 170 – по программам магистратуры. Для повышения квалификации специалистов, работающих в этой области и имеющих смежное образование, в университетах реализуются специализированные программы дополнительного профессионального образования.
Наличие профессиональных стандартов позволит в том числе обеспечить единство требований к формированию образовательных программ для подготовки высококвалифицированных кадров в области квантовых коммуникаций и оценке их квалификации. Это также поможет молодёжи эффективнее планировать своё обучение и будущий карьерный рост, а действующим специалистам – выбрать нужные программы дополнительного профессионального образования для повышения квалификации.
По мере увеличения количества и протяжённости квантовых сетей, развития производства оборудования, оформления технических стандартов и нормативных правовых актов будет происходить более чёткая дифференциация трудовых функций специалистов. Со временем это потребует актуализации действующих и разработки новых профстандартов.

– Какие перспективные проекты в области квантовых технологий ОАО «РЖД» планирует реализовать в ближайшее время?
– Одним из важнейших мероприятий для нас является проект создания межуниверситетской квантовой сети. В настоящее время завершаются работы по присоединению квантовой сети МГУ к магистральной сети ОАО «РЖД». В перспективе к проекту будут подключены другие университеты и вузы. Безусловно, будем двигаться по утверждённой дорожной карте – у нас в планах строительство магистральной квантовой сети до Казани, Воронежа и Ростова-на-Дону. Также планируем завершить работы по подключению к пилотному участку магистральной квантовой сети Москва – Санкт-Петербург центров обработки данных, принадлежащих ПАО «Ростелеком».

Беседовал Алексей Алеев