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

IMGW wydał ostrzeżenia meteorologiczne. W nocy z soboty na niedzielę nad częścią Polski wciąż będą przechodziły burze z gradem. Sprawdź, gdzie będzie niebezpieczne.

IMGW ostrzega. Niebezpieczna noc

IMGW ostrzega. Niebezpieczna noc

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Jak podały lokalne media, pożar lasu wybuchł w gminie Bobrowiec w słowackich Tatrach. Na miejsce skierowani zostali strażacy z Liptowskiego Mikułasza. Nagranie otrzymaliśmy na Kontakt24.

Ogień w słowackich Tatrach

Ogień w słowackich Tatrach

Źródło:
teraz.sk, Kontakt24

Kolejne dni pozwolą nam odpocząć od gwałtownych zjawisk atmosferycznych. W niedzielę burze spodziewane są jedynie nad częścią kraju, a w przyszłym tygodniu zanikną. Spokojniejszej aurze towarzyszyć ma jednak ochłodzenie. Napływ chłodnych mas powietrza będzie szczególnie odczuwalny nad ranem - temperatura przy gruncie może spadać nawet do -5 stopni Celsjusza.

Pogoda na 5 dni. Arktyczne powietrze przyniesie nam mroźne poranki

Pogoda na 5 dni. Arktyczne powietrze przyniesie nam mroźne poranki

Źródło:
tvnmeteo.pl

Burze przechodzą nad Polską w sobotę. Trzeci dzień majówki przyniósł gwałtowne zjawiska atmosferyczne, a miejscami konieczne były interwencje strażaków. Materiały otrzymaliśmy na Kontakt24.

Gradobicia i silne podmuchy. Gdzie interweniowali strażacy?

Gradobicia i silne podmuchy. Gdzie interweniowali strażacy?

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Pogoda na jutro, czyli na niedzielę 04.05. Noc miejscami przyniesie opady deszczu, lokalnie może także zagrzmieć. W dzień burz będzie niewiele, ale dzień zapowiada się pochmurno i deszczowo. Na termometrach zobaczymy maksymalnie 19 stopni Celsjusza.

Pogoda na jutro - niedziela 04.05. W nocy mogą jeszcze wystąpić burze

Pogoda na jutro - niedziela 04.05. W nocy mogą jeszcze wystąpić burze

Źródło:
tvnmeteo.pl

Sobota w części kraju przyniesie gwałtowną pogodę za sprawą burz. Zjawiskom mają towarzyszyć silne opady deszczu oraz porywisty wiatr. Sprawdź na mapach, w których regionach Polski się ich spodziewać.

Te mapy pokazują, gdzie w sobotę spodziewać się burz

Te mapy pokazują, gdzie w sobotę spodziewać się burz

Źródło:
tvnmeteo.pl

Niewielki samolot z pięcioma osobami na pokładzie musiał awaryjnie lądować na boliwijskich bagnach. Zanim udało się dotrzeć do maszyny, jej pasażerowie byli uwięzieni na podmokłym terenie przez 36 godzin, a wokół pływały aligatory. Nikomu jednak nic się nie stało.

Katastrofa samolotu. Spędzili 36 godzin na bagnach wśród aligatorów

Katastrofa samolotu. Spędzili 36 godzin na bagnach wśród aligatorów

Źródło:
BBC, Reuters

Wiosna w pełni, wraz z nią pojawiają się kleszcze i ryzyko zakażenia chorobami przenoszonymi przez te pajęczaki. Wirusolożka i immunolożka profesor Agnieszka Szuster-Ciesielska mówiła na antenie TVN24, że obecnie niebezpieczeństwo związane z tymi pasożytami występuje nie tylko w lasach, jak bywało wcześniej.

Są maleńkie "jak główka szpilki", stwarzają duże zagrożenie

Są maleńkie "jak główka szpilki", stwarzają duże zagrożenie

Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl

Burze przechodziły w piątek nad częścią Polski. Strażacy interweniowali ponad 300 razy, głównie usuwając połamane gałęzie. Przejściu zjawisk towarzyszyły groźnie wyglądające zjawiska - w województwie podlaskim na niebie pojawił się wał szkwałowy. Jego nagranie otrzymaliśmy na Kontakt24.

Taki widok nie wróży nic dobrego. Nagranie

Taki widok nie wróży nic dobrego. Nagranie

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24, PAP

3 maja w Polsce przypada Dzień Długu Ekologicznego 2025. To dzisiaj wyczerpana zostanie przypisana dla naszego kraju pula zasobów naturalnych. Po tym będziemy zużywać to, czego natura nie zdąży odnowić, co przyczynia się miedzy innymi do pogłębiania kryzysu klimatycznego.

Gdyby przyjąć polski model, "ludzkość potrzebowałaby dwóch planet"

Gdyby przyjąć polski model, "ludzkość potrzebowałaby dwóch planet"

Źródło:
PAP

W świetle danych meteorologicznych z ostatnich dekad majówki w Polsce to często całe spektrum zjawisk pogodowych, jakie pojawiają się w ciągu całego tego miesiąca, jak i w ciągu całej wiosny. Maj to miesiąc, w którym odnotować możemy zarówno rekordy zimna, jak i ciepła. Zarówno w XX wieku, jak i w ostatnich dekadach na początku maja napływały do naszego kraju masy powietrza z Arktyki, niosące opady śniegu oraz mróz. Płynęły również masy powietrza zwrotnikowego znad północnej Afryki, niosące wzrost temperatury do 30 stopni Celsjusza.

Od upału po śnieg. Te majówki zapamiętamy szczególnie

Od upału po śnieg. Te majówki zapamiętamy szczególnie

Źródło:
TVN24+

W piątek na terenie rezerwatu "Źródliska Jasiołki" niedaleko Woli Wyżnej, w pobliżu granicy ze Słowacją, wybuchł pożar. Strażacy gasili go blisko pięć godzin.

Pożar torfowiska przy granicy ze Słowacją. Gaszenie trwało kilka godzin

Pożar torfowiska przy granicy ze Słowacją. Gaszenie trwało kilka godzin

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24, PAP

Organ zajmujący się ochroną praw człowieka bada doniesienia, według których ​​ponad 100 dzieci w indyjskim mieście Mokama zachorowało po zjedzeniu szkolnego obiadu. W posiłku znaleziono martwego węża.

Martwy wąż w jedzeniu. Zachorowało ponad sto dzieci

Martwy wąż w jedzeniu. Zachorowało ponad sto dzieci

Źródło:
BBC

Arapaima to jedna z największych na świecie słodkowodnych ryb. Jak alarmują brazylijscy naukowcy, gatunek szybko rozprzestrzenia się w tamtejszych rzekach, wpływając negatywnie na lokalne ekosystemy. Pokaźnych rozmiarów ryba jeszcze kilkadziesiąt lat temu była uznawana za wymarłą.

Kiedyś prawie wyginęła, teraz jest dużym problemem

Kiedyś prawie wyginęła, teraz jest dużym problemem

Źródło:
PAP, UOL, DOL, tvnmeteo.pl

Gwałtowna burza przeszła przez zachodnią część amerykańskiego miasta Cleveland położonego w stanie Ohio. Towarzyszący wyładowaniom silny wiatr wyrwał drzewo z korzeniami, które runęło na pobliski dom.

Potężne drzewo runęło na dom. "Uważajcie na wiosenne burze"

Potężne drzewo runęło na dom. "Uważajcie na wiosenne burze"

Źródło:
CNN, cleveland19.com, fox8.com

Do części Polski dotarła niewielka porcja pyłu saharyjskiego, co może skutkować lekkim zmętnieniem koloru nieba. Skąd się wzięło to zjawisko i jak długo z nami zostanie? Sprawdź.

Pył znad Sahary nad Polską. "Może nadać niebu lekko śmietankowy kolor"

Pył znad Sahary nad Polską. "Może nadać niebu lekko śmietankowy kolor"

Źródło:
tvnmeteo.pl

Czasami rozróżnienie, które drzewa pylą najbardziej, sprawia problemy nawet ekspertom. Naukowcy z kilku amerykańskich uczelni opracowali metodę, która może w tym pomóc. Do jej stworzenia wykorzystano sztuczną inteligencję.

Jak rozróżnić pyłki roślin? Z pomocą może przyjść AI

Jak rozróżnić pyłki roślin? Z pomocą może przyjść AI

Źródło:
University of Texas - Arlington

Radziecka sonda kosmiczna Kosmos 482 ma wejść w atmosferę Ziemi w drugim tygodniu maja. Obiekt, który miał zebrać informacje na temat atmosfery Wenus, na skutek problemu technicznego spędził ponad pół wieku na orbicie okołoziemskiej. Badacze wciąż nie wiedzą, w którym miejscu mogą spaść fragmenty sondy - a niewykluczone, że i cały obiekt.

Radziecka sonda Kosmos 482 spadnie na Ziemię. Możliwe, że w całości

Radziecka sonda Kosmos 482 spadnie na Ziemię. Możliwe, że w całości

Źródło:
"Z głową w gwiazdach", space.com, EarthSky

Na zachód od Jerozolimy szaleją pożary. Ponad sto zastępów strażaków i samoloty gaśnicze wciąż walczą z ogniem trawiącym lasy - poinformowała w czwartek izraelska straż pożarna. Otwarto zamknięte wcześniej drogi i kolej łączącą Jerozolimę z Tel Awiwem.

Kilkanaście osób zostało rannych, dwóch strażaków hospitalizowano

Kilkanaście osób zostało rannych, dwóch strażaków hospitalizowano

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, PAP, Times of Israel, BBC

Alergia na orzechy dotyka nawet jednego na 200 dorosłych - donosi stacja BBC. Może wywołać różne reakcje, od łagodnych, jak swędzenie i pokrzywka, po ciężkie, takie jak wstrząs anafilaktyczny. 28-letniemu Chrisowi udało się pokonać alergię na orzeszki ziemne, choć pewnego dnia prawie przez nią umarł. - Teraz jem je codziennie na śniadanie - powiedział w rozmowie z BBC.

Alergia na orzeszki ziemne prawie go zabiła. "Teraz jem je codziennie"

Alergia na orzeszki ziemne prawie go zabiła. "Teraz jem je codziennie"

Źródło:
BBC

Burze nadciągnęły nad Nową Zelandię. W stolicy kraju Wellington wydane zostało czerwone ostrzeżenie przed porywistym wiatrem - podmuchy są tam najsilniejsze od ponad dekady. Na południowej wyspie, w mieście Christchurch, ulewy spowodowały powodzie błyskawiczne. W regionie ogłoszono stan wyjątkowy.

Czerwony alert w stolicy. Wichury sparaliżowały lotnisko

Czerwony alert w stolicy. Wichury sparaliżowały lotnisko

Źródło:
Reuters, The NZ Herald

Łosie spacerowały po ulicy na warszawskim Bemowie. Jak opowiadała Reporterka24, która uwieczniła ich wyprawę, zwierzęta nie wydawały się wystraszone. Przedstawiciele tego gatunku czasami pojawiają się w lasach otaczających Warszawę.

Łosie na warszawskiej ulicy. "Jakby po prostu wyszły na spacer"

Łosie na warszawskiej ulicy. "Jakby po prostu wyszły na spacer"

Źródło:
Kontakt24, Lasy Miejskie Warszawa

Majówka jak co roku przyciąga w Tatry tłumy odwiedzających. Tragedia, do jakiej doszło na Rysach w weekend, pokazuje jednak, że góry pozostają niebezpieczne nawet wtedy, gdy u ich podnóży panuje łagodna, wiosenna aura. Dla osób, które nie mają doświadczenia we wspinaczce, nierozsądna wyprawa może skończyć się tragicznie. O zasadach bezpieczeństwa, które każdy z nas powinien znać przed wyjściem w góry, rozmawialiśmy z przewodnikiem tatrzańskim i edukatorem Tatrzańskiego Parku Narodowego Tomaszem Zającem.

"Nie myślimy w kategoriach wiosny, tylko zimy". Jak zdobywać szczyty w maju i przeżyć

"Nie myślimy w kategoriach wiosny, tylko zimy". Jak zdobywać szczyty w maju i przeżyć

Źródło:
TVN24+

Czym żywią się wilki żyjące w rejonie Ujścia Warty? - Pomimo obecności kilku tysięcy wolno wypasanych krów i kilkuset koni odżywiają się przede wszystkim dzikimi gatunkami ssaków - donoszą naukowcy z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Według badaczy wpływ na to ma sposób wypasu inwentarza oraz niepozbawianie krów rogów.

Wolą dzikie kopytne od bydła i koni  

Wolą dzikie kopytne od bydła i koni  

Źródło:
PAP

Uśpione wulkany też mogą wykazywać pewną aktywność. Jak wynika z najnowszych badań, głęboko pod stożkiem Uturuncu w Boliwii dochodzi do przemieszczania się gazu i płynów, co powoduje wznoszenie terenu. Naukowcy tłumaczą, że obserwacja "wulkanu zombie" pomoże nam w zrozumieniu procesów zachodzących w skorupie ziemskiej.

Badacze odkryli ruchy pod "wulkanem zombie"

Badacze odkryli ruchy pod "wulkanem zombie"

Źródło:
Cornell University, USGS

Burza piaskowa nawiedziła południowy i środkowy Irak, znacząco ograniczając widzialność. W mieście Basra prawie 400 osób trafiło do szpitali na skutek inhalacji pyłu. Jak ostrzegają meteorolodzy, takie warunki mogą utrzymać się co najmniej do przyszłego tygodnia.

Miasta tonęły w pyle. Prawie 400 osób trafiło do szpitali

Miasta tonęły w pyle. Prawie 400 osób trafiło do szpitali

Źródło:
Reuters, Shafaq News

Co najmniej dwie osoby nie żyją na skutek burz, które we wtorek przeszły nad centralnymi i wschodnimi Stanami Zjednoczonymi. Do śmiertelnych wypadków doszło w Pittsburghu. Przez pogodę w mieście przez pewien czas były problemy z działaniem systemów alarmowych, wystąpiły także długie przerwy w dostawie prądu.

Podczas burzy padł system alarmowy. Nie żyją dwie osoby

Podczas burzy padł system alarmowy. Nie żyją dwie osoby

Źródło:
CNN, CBS News