Szyfrowanie kwantowe, bezpieczeństwo danych, teleportacja. Nobel z fizyki i jego praktyczne aspekty

Źródło:
tvnmeteo.pl

Poznaliśmy laureatów tegorocznej Nagrody Nobla 2022 w dziedzinie fizyki. Szwedzka Akademia Nauk nagrodziła trzech naukowców między innymi za badania nad naruszeniem nierówności Bella. O praktycznych aspektach tej dziedziny mówi w rozmowie z tvnmeteo.pl profesor doktor habilitowany Andrzej Wysmołek, fizyk z Uniwersytetu Warszawskiego.

W roku 2022 laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki zostali John F. Clauser, Alain Aspect i Anton Zeilinger. Komitet Noblowski docenił ich niezależne prace i eksperymenty związane "ze splątanymi fotonami, ustaleniem naruszenia nierówności Bella i pionierską informatyką kwantową". O praktycznych aspektach badań prowadzonych przez laureatów portal tvnmeteo.pl zapytał prof. dr. hab. Andrzeja Wysmołka z Instytutu Fizyki Doświadczalnej Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

Po co nam szyfrowanie kwantowe?

Po ogłoszeniu we wtorek decyzji liczni komentatorzy zwracali uwagę, że "to nie tylko nagroda z fizyki, ale i nagroda z filozofii". Nasz rozmówca podkreślił jednak, że "oprócz filozoficznych aspektów tej nagrody istnieją aspekty bardzo praktyczne". Wyjaśnił, że wyniki uzyskane przez Clausera, Aspecta i Zeilingera mogą znaleźć zastosowanie przede wszystkim w szyfrowaniu kwantowym - technologii zabezpieczania danych. Jak dodał, technologia ta może być wykorzystana w takich codziennych sytuacjach, jak korzystanie z internetu, w tym z bankowości elektronicznej.

- Przesyłanie informacji to jest coś, co jest dla nas bardzo ważne. Nie chcemy, żeby jakiś komputer złamał szyfry i włamał się do naszego konta bankowego - tłumaczył fizyk. Zaznaczył, że stopniowo wchodzimy w etap, w którym coraz częściej będziemy stykać się z tego typu technologiami i wprowadzenie ich do naszego codziennego życia to tylko kwestia czasu.

- To, co wiele lat temu pokazał profesor Zeilinger w zakresie przesyłania bezpiecznej informacji, w tej chwili staje się już codziennością - dodał Wysmołek.

Problem kluczy szyfrujących

Ekspert zaznaczył, że kwantowe szyfrowanie jest kompatybilne z internetem w niemal takiej postaci, w jakiej używamy go obecnie. Zanim jednak będziemy mogli naprawdę skorzystać z dobrodziejstw, jakie zapewnia ta technologia, niezbędne będzie rozwiązanie kilku kwestii, przede wszystkim związanych z przesyłaniem kluczy szyfrujących.  

- Musimy mieć dodatkowe kanały, w których będziemy te klucze obsługiwać - wyjaśnił Wysmołek. - Technologia jest bardzo podobna (do obecnej - red.), tylko trzeba rozwiązać kwestie zasięgu, ale to się będzie rozwijać - przewidywał.

Od strony technologicznej konieczne będzie rozwiązanie jeszcze jednego problemu: "jak wyprodukować coś, o czego cechach dowiemy się dopiero, gdy ktoś to sprawdzi".

Jak dowiemy się, że ktoś "grzebał przy naszych danych"?

Fizyk podkreślił, że "podstawy tego procesu są nam znane, na co wskazuje eksperyment z parą splątanych fotonów": dopóki któregoś nie zmierzymy, jego własności są nieokreślone, natomiast w momencie pomiaru jednego z nich, jego własności staną się określone, a jednocześnie doskonale skorelowane z analogicznymi własnościami drugiego fotonu.

- Kluczowe jest, że nieokreśloność fotonu nie wynikała z naszej niewiedzy, ale była fundamentalną cechą układu - wyjaśnił fizyk, kontynuując opis wspomnianego eksperymentu. - Dzięki temu, jeśli korelacje między fotonami są dostatecznie silne - a to jest związane właśnie z łamaniem nierówności Bella, za co została przyznana nagroda Nobla - mamy gwarancję, że nikt inny po drodze nie dokonywał pomiarów i że komunikacja jest bezpieczna. W świecie rządzonym fizyką klasyczną nie mielibyśmy tego rodzaju gwarancji bezpieczeństwa - podkreślił profesor Wysmołek.

- To jest bardzo ważne: jeśli informacje zostaną sprawdzone w niepożądany sposób, to wtedy dowiemy się, że ktoś grzebał przy naszych danych - dodał.

Kwantowa teleportacja

Wyniki badań Clausera, Aspecta i Zeilingera są omawiane przez ekspertów również w kontekście zjawiska kwantowej teleportacji. Nie jest to jednak teleportacja w takim znaczeniu, jakie znamy z literatury science fiction. Dotyczy ona stanów materii. Wysmołek tłumaczy to na przykładzie pary elektronów.

- Teleportacja to jest przekazywanie informacji na podstawie wiedzy o tym, z czego składał się układ wyjściowy i jaka była korelacja między nimi - wyjaśnił. - Elektrony mają taką własność, jak spin (moment pędu - red.). Gdy mamy parę elektronów o przeciwnym spinie, a jeden z nich się oddali, będziemy od razu wiedzieć, jaki był jego spin, na podstawie tego drugiego - dodał.

Ekspert przyznał przy tym, że fizyczna teleportacja, na przykład człowieka, jest daleko poza naszym zasięgiem.

- Potrzebne jest dużo energii, by człowieka złożyć z atomów. Atomy nie dbają o to, w czyim ciele są. To piękne, że potrafią tworzyć takie struktury, jak ludzie, którzy mogą następnie myśleć o takich zjawiskach - stwierdził.

PAP/Maciej Zieliński

Autorka/Autor:as//rzw

Źródło: tvnmeteo.pl

Pozostałe wiadomości

Na przeważającym obszarze Polski obowiązują ostrzeżenia Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. W niektórych regionach ma intensywnie padać śnieg, a w wielu miejscach do godzin porannych w piątek drogi będą śliskie. Innym pogodowym zagrożeniem jest silny wiatr, który w Tatrach może rozpędzać się do 150 kilometrów na godzinę.

Niebezpieczna pogoda. Trzy różne ostrzeżenia IMGW

Niebezpieczna pogoda. Trzy różne ostrzeżenia IMGW

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

W licznych regionach Polski już zrobiło się biało, a kolejne opady śniegu nadchodzą. W nocy z czwartku na piątek obficie będzie padać na południu, południowym wschodzie i wschodzie kraju. W niektórych miejscach może dosypać ponad 10 centymetrów śniegu.

Następny śnieżny front. W nocy mocno sypnie

Następny śnieżny front. W nocy mocno sypnie

Źródło:
tvnmeteo.pl

Noc z czwartku na piątek w całej Polsce będzie mroźna. Czekają nas też opady śniegu, w kilku regionach kraju obfite. Za dnia również będzie sypać.

Będzie nawet 5 stopni mrozu

Będzie nawet 5 stopni mrozu

Źródło:
tvnmeteo.pl

Weekend przyniesie opady śniegu, które w części kraju przechodzić będą w deszcz ze śniegiem i deszcz. Miejscami będą one marznące, przez co zrobi się bardzo ślisko. Nowy tydzień zafunduje nam ocieplenie i wzrost temperatury do około 10 stopni.

Wir niżowy Renate przyniesie kolejne obfite opady śniegu. Potem przyjdzie duże ocieplenie

Wir niżowy Renate przyniesie kolejne obfite opady śniegu. Potem przyjdzie duże ocieplenie

Źródło:
tvnmeteo.pl

Zima zagościła w wielu regionach kraju. W Koszalinie w czwartek rano leżało tyle śniegu, ile na Kasprowym Wierchu. Niektórzy narzekają na trudne warunki na drogach i mówią, że to za wcześnie, inni cieszą się z bajkowych widoków. Na Kontakt24 otrzymujemy zdjęcia i nagrania z miejscowości, w których zrobiło się biało.

W Koszalinie tyle śniegu, co na Kasprowym Wierchu. Pokazujecie, gdzie spadł śnieg

W Koszalinie tyle śniegu, co na Kasprowym Wierchu. Pokazujecie, gdzie spadł śnieg

Aktualizacja:
Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Paraliż komunikacyjny, przerwy w dostawie energii elektrycznej oraz w działaniu sieci komórkowych to skutki śnieżyc, które w czwartek przeszły przez Finlandię. Prądu zostało pozbawionych nawet 80 tysięcy odbiorców.

Atak zimy. 80 tysięcy odbiorców bez prądu, nie jeżdżą pociągi

Atak zimy. 80 tysięcy odbiorców bez prądu, nie jeżdżą pociągi

Źródło:
PAP

Intensywne opady śniegu spowodowały w czwartek duże opóźnienia na paryskim lotnisku Roissy-Charles-de-Gaulle. Przewoźników poproszono o odwołanie 10 procent zaplanowanych na czwartek połączeń - poinformowała agencja AFP.

Duże utrudnienia na paryskim lotnisku. Przez śnieg

Duże utrudnienia na paryskim lotnisku. Przez śnieg

Źródło:
PAP, meteofrance.com, tvnmeteo.pl

Śnieg ostatniej nocy i w czwartek zasypał Irlandię. Warunki na drogach znacznie się pogorszyły. Synoptycy teraz ostrzegają przed mrozem, a na horyzoncie widać ulewne opady deszczu i wichury.

Zasypało Irlandię. Teraz idą na nią ulewy i wichury

Zasypało Irlandię. Teraz idą na nią ulewy i wichury

Źródło:
ENEX, The Irish Times, tvnmeteo.pl

Alert RCB w związku silnym wiatrem otrzymały w czwartek osoby przebywające na terenie powiatu tatrzańskiego. Eksperci przypominają, jak się zachowywać, kiedy mocno wieje.

Alert RCB dla części Małopolski. "Zachowaj ostrożność"

Alert RCB dla części Małopolski. "Zachowaj ostrożność"

Źródło:
RCB, tvnmeteo.pl

W kilkudziesięciu departamentach Francji obowiązują pomarańczowe ostrzeżenia przed śniegiem, marznącymi opadami i silnym wiatrem. Władze apelują do kierowców o zachowanie szczególnej ostrożności.

Atak zimy i porywistego wiatru. Prawie cały kraj objęty alarmami

Atak zimy i porywistego wiatru. Prawie cały kraj objęty alarmami

Źródło:
ENEX, Meteo France, connexionfrance.com

W nocy ze środy na czwartek doszło do kolejnej erupcji wulkanu na półwyspie Reykjanes w południowo-zachodniej Islandii. Wybuch poprzedziła seria niewielkich trzęsień ziemi. W związku z erupcją wprowadzono stan alarmowy i ewakuowano około 60 osób z miejscowości Grindavik.

Czerwona łuna widoczna z Reykjaviku

Czerwona łuna widoczna z Reykjaviku

Źródło:
PAP, Iceland News, Time

Po raz pierwszy w tym sezonie ratownicy TOPR wprowadzili pierwszy stopień zagrożenia lawinowego w Tatrach. Oznacza to możliwe samoistne schodzenie małych i średnich lawin. Najniższy stopień zagrożenia obowiązuje w Tatrach od wysokości 1800 m n.p.m.

Zagrożenie lawinowe pierwszego stopnia w Tatrach

Zagrożenie lawinowe pierwszego stopnia w Tatrach

Źródło:
PAP

Mieszkańcy północno-zachodnich regionów USA oraz części Kanady od wtorku zmagają się z niebezpiecznymi warunkami związanymi z uderzeniem potężnej bomby cyklonowej. Żywioł niesie za sobą wichury oraz ekstremalne ulewy i jest oceniany jako jeden z najsilniejszych od lat. Najnowsze informacje mówią o dwóch ofiarach śmiertelnych.

"Bałem się, że zostanę uderzony latającymi odłamkami"

"Bałem się, że zostanę uderzony latającymi odłamkami"

Źródło:
Reuters, CNN, NBC News, PAP

W północnej Hiszpanii potwierdzono pojawienie się szerszenia Vespa soror. Jeśli ten inwazyjny gatunek zacznie występować powszechnie, może zagrozić miejscowym owadom - ostrzegają naukowcy.

W Europie odkryto nowy gatunek szerszenia. Może zagrozić rodzimym owadom

W Europie odkryto nowy gatunek szerszenia. Może zagrozić rodzimym owadom

Źródło:
PAP, Ecology and Evolution

84 procent huraganów, które pojawiły się na Oceanie Atlantyckim w latach 2019-2023, zostało wzmocnionych przez zmianę klimatu - wynika z najnowszych badań naukowców.

"Jako ludzkość zostawiliśmy swoje odciski palców na każdym z tych huraganów"

"Jako ludzkość zostawiliśmy swoje odciski palców na każdym z tych huraganów"

Źródło:
Nature

Największa rakieta świata Starship odbyła we wtorek szósty lot testowy. Booster statku, czyli pierwszy stopień rakiety, nie został jednak przechwycony przez mechaniczne ramiona wieży startowej, tak jak planowano.

Megarakieta poleciała, ale nie wszystko się udało. Pojawił się nietypowy gość

Megarakieta poleciała, ale nie wszystko się udało. Pojawił się nietypowy gość

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, SpaceX, tvnmeteo.pl

Tygrys syberyjski zaatakował rolnika w jednej z wiosek na północnym wschodzie Chin. Mężczyzna został ugryziony w rękę. To niejedyna niebezpieczna sytuacja z udziałem tych zwierząt, do jakiej doszło w tej okolicy. Władze wystosowały ostrzeżenie dla mieszkańców.

Tygrys ugryzł mężczyznę, władze ostrzegają mieszkańców

Tygrys ugryzł mężczyznę, władze ostrzegają mieszkańców

Źródło:
Reuters, Global Times, chinadaily.com

We wtorek nad ranem na niebie można było dostrzec księżycowe halo. To rzadkie i efektowne zjawisko zarejestrowano między innymi w Wielkopolsce. Na Kontakt24 otrzymaliśmy wyjątkowe zdjęcia.

Świetlisty krąg otoczył Księżyc

Świetlisty krąg otoczył Księżyc

Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Co najmniej osiem osób zginęło w wyniku przejścia tajfunu Man-yi nad Filipinami. W trakcie ubiegłego weekendu żywioł uderzył w ląd dwukrotnie, niosąc potężne ulewy i porywisty wiatr. W wielu regionach rozpoczęło się wielkie sprzątanie i liczenie strat. Lokalne władze zaapelowały o pomoc dla poszkodowanych mieszkańców.

"Nie pozbierali się po poprzednich kataklizmach, kiedy uderzył supertajfun"

"Nie pozbierali się po poprzednich kataklizmach, kiedy uderzył supertajfun"

Źródło:
Reuters

Nagrania samotnego delfina pływającego w Morzu Bałtyckim wprawiły w zdumienie naukowców. Słychać na nich, jak ssak wydaje z siebie tysiące różnych dźwięków. Wśród ekspertów pojawiła się teoria, że z powodu odosobnienia mógł on rozmawiać sam ze sobą. Inni uważają, że była to próba skomunikowania się z innymi delfinami.

Samotny delfin w Bałtyku wydawał z siebie tysiące dźwięków

Samotny delfin w Bałtyku wydawał z siebie tysiące dźwięków

Źródło:
Livescience

Dwie osoby zginęły, a ponad 100 tysięcy mieszkańców zostało poszkodowanych w wyniku przejścia burzy tropikalnej Sara przez Honduras. Wiele miejsc jest odciętych od świata po ulewach. Na najbliższe dni zapowiadane są kolejne opady deszczu.

Takich opadów dawno tu nie było. Nie żyją dwie osoby

Takich opadów dawno tu nie było. Nie żyją dwie osoby

Źródło:
CNN Espanol, Diario1, EFE

W Ekwadorze wprowadzono 60-dniowy stan wyjątkowy. W kraju szaleją pożary, brakuje wody i panuje susza. W listopadzie ogień strawił ponad 10 tysięcy hektarów roślinności. Mieszkańcy borykają się też z częstymi przerwami w dostępie do energii elektrycznej.

Pożary, susza, brak prądu. Ogłosili 60-dniowy stan wyjątkowy

Pożary, susza, brak prądu. Ogłosili 60-dniowy stan wyjątkowy

Źródło:
PAP, Reuters

Do nietypowego zdarzenia doszło na lotnisku w Ponta Delgada na Azorach. Po pokładzie jednego z samolotów rozpierzchło się ponad 100 chomików. Maszyna przez pięć dni nie mogła wylecieć do stolicy Portugalii.

Ponad 100 chomików uziemiło samolot na Azorach

Ponad 100 chomików uziemiło samolot na Azorach

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Naukowcom po raz pierwszy udało się eksperymentalnie udowodnić społeczne uczenie się u zwierząt niebędących ludźmi, wynikające ze zmiany środowiska. Najnowsze badania ekspertów z Instytutu Maxa Plancka wykazały, że sikorki bogatki po migracji błyskawicznie poznawały nowe zachowania od lokalnej, dopiero co poznanej społeczności.

Sprawili, że ptaki nauczyły się nowych zachowań. Bez tego by się to nie udało

Sprawili, że ptaki nauczyły się nowych zachowań. Bez tego by się to nie udało

Źródło:
ScienceDaily

Ocean wyrzucił na brzeg w Kalifornii rzadką rybę - przedstawicielkę występującego w głębinach gatunku z rodziny Regalecidae, nazywaną "rybą zagłady". Czemu zawdzięcza reputację "przepowiadacza" naturalnych katastrof?

"Ryba zagłady" znaleziona na brzegu oceanu

"Ryba zagłady" znaleziona na brzegu oceanu

Źródło:
NBC News, CBS News tvn24.pl

Blisko 20 procent przypadków zachorowania na dengę, chorobę przenoszoną przez komary, można przypisać zmianom klimatycznym - wynika z najnowszej analizy naukowców. Jeśli nie zostaną podjęte działania mające powstrzymać globalne ocieplenie, liczba zachorowań przypisana kryzysowi klimatycznemu do 2050 roku może wzrosnąć nawet do 60 procent.

"Denga nadchodzi". Przegrzanie Ziemi tylko pogarsza sytuację

"Denga nadchodzi". Przegrzanie Ziemi tylko pogarsza sytuację

Źródło:
LiveScience, AFP

Nowe Delhi walczy z duszącymi miasto zanieczyszczeniami powietrza. Dają się one we znaki także zwierzętom z lokalnego ogrodu zoologicznego. Aby im ulżyć, władze postanowiły skorzystać z pewnej prostej metody.

Smog w zoo. Trzeba było ruszyć na pomoc zwierzętom

Smog w zoo. Trzeba było ruszyć na pomoc zwierzętom

Źródło:
Reuters, Times of India

Naukowcy przedstawili pierwsze szczegółowe wyniki badań próbek z niewidocznej strony Księżyca dostarczonych przez chińską sondę Chang'e 6. Analiza ich składu wskazała, że między trzema a czterema miliardami lat temu trwała tam aktywność wulkaniczna. To kluczowe informacje dla zrozumienia wyraźnych różnic między półkulami Srebrnego Globu.

Co się dzieje na niewidocznej stronie Księżyca? Zbadano pierwsze próbki

Co się dzieje na niewidocznej stronie Księżyca? Zbadano pierwsze próbki

Źródło:
PAP, CNN, tvnmeteo.pl

Duży pożar w kalifornijskim hrabstwie Ventura na początku listopada strawił kilka tysięcy hektarów i wiele budynków. O ogromnych stratach mówią rolnicy. Wskutek żywiołu spłonęły miliony pszczół.

Szalał pożar, spłonęły miliony pszczół

Szalał pożar, spłonęły miliony pszczół

Źródło:
ABC7