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

Gdzie jest burza? W niedzielę 27.07 w części kraju pojawiają się wyładowania atmosferyczne. Zjawiskom towarzyszą opady deszczu oraz silny wiatr. Śledź aktualną sytuację pogodową w Polsce w tvnmeteo.pl.

Gdzie jest burza? Tu słychać pierwsze grzmoty

Gdzie jest burza? Tu słychać pierwsze grzmoty

Źródło:
tvnmeteo.pl

Nie mamy dobrych wiadomości dla ciepłolubnych - wszystkich nas czeka spadek temperatury znacznie poniżej średniej. Sprawdź najnowszą autorską długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeto.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: ofensywa zimna w samym środku wakacji

Pogoda na 16 dni: ofensywa zimna w samym środku wakacji

Źródło:
tvnmeteo.pl

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW) wydał ostrzeżenia drugiego i trzeciego stopnia przed burzami i silnym deszczem z burzami dla przeważającej części kraju. To oznacza jedno: pogoda, za sprawą deszczonośnego niżu genueńskiego, może być bardzo groźna.

Silny deszcz z burzami. IMGW podwyższył stopień ostrzeżeń

Silny deszcz z burzami. IMGW podwyższył stopień ostrzeżeń

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW, tvnmeteo.pl

Alert RCB. Rządowe Centrum Bezpieczeństwa wysłało w niedzielę SMS-owe ostrzeżenia przed intensywnymi opadami deszczu i burzami dla mieszkańców kolejnych województw. Na skutek opadów możliwe są gwałtowne wezbrania rzek.

Alert RCB. "Możliwe gwałtowne wezbrania rzek"

Alert RCB. "Możliwe gwałtowne wezbrania rzek"

Źródło:
tvnmeteo.pl

Nad Polskę nadciąga niż genueński. Tatrzańskie Ochotnicze Pogotowie Ratunkowe apeluje, aby w niedzielę nie podejmować żadnych aktywności w Tatrach. Powodem są wyjątkowo niekorzystne warunki pogodowe, które mogą stanowić zagrożenie dla życia i zdrowia turystów.

Apel TOPR: nie wychodźcie w góry

Apel TOPR: nie wychodźcie w góry

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Temperatura 50,5 stopni Celsjusza została zmierzona 25 lipca w mieście Silopi na południowym wschodzie Turcji. To najwyższa odnotowana wartość w historii kraju.

Ponad 50 stopni. Najwyższa temperatura w historii kraju

Ponad 50 stopni. Najwyższa temperatura w historii kraju

Źródło:
PAP, Deutsche Welle

W rejonie Pekinu i północno-wschodnich Chin ulewne deszcze spowodowały powodzie i lawiny błotne, w wyniku których zginęły dwie osoby, a dwie kolejne są zaginione. W przemysłowym mieście Baoding w ciągu jednej nocy spadło aż 145 litrów na metr kwadratowy deszczu, co wymusiło ewakuację ponad trzech tysięcy mieszkańców.

W nocy spadły zatrważające ilości deszczu. Nie żyją dwie osoby

W nocy spadły zatrważające ilości deszczu. Nie żyją dwie osoby

Źródło:
PAP

Pogoda na dziś. W niedzielę 27.07 wystąpią opady deszczu, miejscami bardzo intensywne. Poza tym prognozowane są burze, podczas których porywy wiatru mogą sięgać 100 kilometrów na godzinę.

Pogoda na dzień - niedziela, 27.07. Dzień pod znakiem niebezpiecznych zjawisk

Pogoda na dzień - niedziela, 27.07. Dzień pod znakiem niebezpiecznych zjawisk

Źródło:
tvnmeteo.pl

W nadchodzących dniach pogoda w Polsce kształtowana będzie przez układ niżowy o genezie śródziemnomorskiej. Przyniesie on obfite opady deszczu i burze. Sprawi, że napłynie do nas chłodne powietrze. Temperatura maksymalna wyniesie miejscami 20 stopni.

Nadciąga deszczonośny niż. Czeka nas szok termiczny

Nadciąga deszczonośny niż. Czeka nas szok termiczny

Źródło:
tvnmeteo.pl

Kiedy nastanie jakaś stabilizacja w pogodzie? Czy po deszczowym lipcu sierpień będzie ratunkiem dla branży turystycznej? W wielu regionach kraju słychać narzekania na pogodę. Ostatnie lata z lipcami suchymi i gorącymi jak w Hiszpanii rozpieściły nas i pozwoliły zapomnieć, jak wyglądał kiedyś lipiec w naszym kraju.

"Słychać narzekania" na lipiec. Co z pogodą w sierpniu?

"Słychać narzekania" na lipiec. Co z pogodą w sierpniu?

Źródło:
TVN24+

Gwałtowna burza przeszła w sobotę przez Zakopane. Towarzyszył jej ulewny deszcz i bardzo silny wiatr. Na nagraniu widać, jak mocno padało.

Oberwanie chmury nad Zakopanem. Ściana deszczu

Oberwanie chmury nad Zakopanem. Ściana deszczu

Źródło:
tvnmeteo.pl

W sobotę około południa na greckiej wyspie Eubei wybuchł pożar. Zdjęcia i nagranie unoszącego się dymu nad płonącym lasem otrzymaliśmy na Kontakt24. W gaszeniu ognia biorą udział samoloty gaśnicze.

Pożar na greckiej wyspie. Z żywiołem walczy kilkudziesięciu strażaków

Pożar na greckiej wyspie. Z żywiołem walczy kilkudziesięciu strażaków

Źródło:
Kontakt24, protothema.gr, naftemporiki.gr

Para z Kansas City została obudzona w piątek rano przez głośny huk. Okazało się, że na ich dom spadło drzewo. Przebiło ono sufit, a przez dziurę do salonu wlała się woda.

Drzewo spadło na dom. "Brzmiało to jak wybuch bomby"

Drzewo spadło na dom. "Brzmiało to jak wybuch bomby"

Źródło:
CNN, fox4kc.com

Przez kanadyjską prowincję Quebec przeszły silne burze z deszczem, a miejscami gradem. Wywołały szereg szkód. Samochody utknęły w tunelach, powalone zostały liczne drzewa. W pewnym momencie bez prądu było kilkadziesiąt tysięcy odbiorców.

Silne burze uwięziły samochody

Silne burze uwięziły samochody

Źródło:
cbc.ca, theweathernetwork.com

Miasto Ruidoso w amerykańskim stanie Nowy Meksyk po raz trzeci tego lipca nawiedziła powódź błyskawiczna. Co najmniej kilka osób zostało uwięzionych przez rwącą wodę.

Trzecia powódź błyskawiczna w tym miesiącu

Trzecia powódź błyskawiczna w tym miesiącu

Źródło:
Reuters, USA Today

W piątek odwołano ponad 20 rejsów między Maderą a kilkoma lotniskami w Europie. Powodem był utrzymujący się nad portugalską wyspą porywisty wiatr.

Wichury sparaliżowały lotnisko na Maderze. Polscy turyści uziemieni

Wichury sparaliżowały lotnisko na Maderze. Polscy turyści uziemieni

Źródło:
PAP

Powrót wilków do amerykańskiego Parku Narodowego Yellowstone sprawił, że po raz pierwszy od 80 lat zaczęły rosnąć dawno niewidziane tam drzewa - donoszą amerykańscy naukowcy.

Wilki wróciły do parku narodowego. Czegoś takiego nie widzieli od 80 lat

Wilki wróciły do parku narodowego. Czegoś takiego nie widzieli od 80 lat

Źródło:
livescience.com

Trzebinia jest idealnym miejsce dla osób szukających wypoczynku z dala od zgiełku dużych miast. Warto odwiedzić zabytkowy park miejski, zalewy Balaton i Chechło, a także liczne trasy spacerowe i rowerowe.

Festyny, trasy rowerowe i spacerowe. W Trzebini nie ma nudy

Festyny, trasy rowerowe i spacerowe. W Trzebini nie ma nudy

Źródło:
tvnmeteo.pl

W okolicach miasta Delvine w południowej Albanii trwa walka z pożarem roślinności. Ogień rozprzestrzenia się bardzo szybko i zagraża mieszkańcom okolicznych wiosek. Co najmniej pięć osób zostało przewiezionych do szpitala. Albańskie ministerstwo obrony zarządziło natychmiastową ewakuację miejscowej ludności.

"Cała nasza wieś spłonęła". Natychmiastowa ewakuacja z powodu pożaru

"Cała nasza wieś spłonęła". Natychmiastowa ewakuacja z powodu pożaru

Źródło:
Reuters, Bold News, shqiptarja.com

"Niże pozostają przy piłce" - donoszą niemieccy meteorolodzy. To stwierdzenie zgadza się z rytmem natury, choć bywa on ostatnio mocno zachwiany. Między 21 a 30 lipca ma zwykle miejsce piąta fala monsunu europejskiego w Europie Środkowej, a między 1 a 10 sierpnia - szósta fala.

Czy grożą nam podtopienia? Sytuacja jest rozwojowa

Czy grożą nam podtopienia? Sytuacja jest rozwojowa

Źródło:
TVN24+

W Finlandii trwa najdłuższa od 1961 roku fala ciepła. W piątek w tym kraju odnotowano czternasty dzień z rzędu z temperaturą powietrza powyżej 30 stopni Celsjusza. Upał doskwiera także innymi krajom nordyckim. Norweskie pielęgniarki obawiają się o zdrowie pacjentów w szpitalach, a w Szwecji panuje niezwykle wysokie zagrożenie pożarowe.

Skandynawia kipi. Pociągi zwalniają, by nie zaprószać ognia

Skandynawia kipi. Pociągi zwalniają, by nie zaprószać ognia

Źródło:
ENEX, 8sidor.se, PAP

W ostatnich dniach północne Włochy nawiedziły burze, które połamały wiele drzew, zalały ulice i pola i wywołały osuwiska. Strażacy otrzymali setki wezwań do interwencji.

Osuwiska, zalane ulice i pola zamienione w jeziora

Osuwiska, zalane ulice i pola zamienione w jeziora

Źródło:
ENEX, oggitreviso.it

W piątek w Radżastanie w Indiach silne opady doprowadziły do zawalenia się dachu szkoły. Katastrofa budowlana doprowadziła do śmierci kilkorga dzieci.

Zginęły dzieci. Zawalił się dach szkoły

Zginęły dzieci. Zawalił się dach szkoły

Źródło:
Reuters, indianexpress.com

W piątek rano na popularnym wśród turystów kurorcie Mamaja na południowym wschodzie Rumunii obowiązywał zakaz pływania. Powodem wywieszenia czerwonej flagi nie były jednak wysokie fale i wzburzone morze, a gęsta mgła. Nad ranem widzialność na plaży wynosiła poniżej 20 metrów, co uniemożliwiało pracę ratowników.

Mgła spowiła popularną plażę. Wywieszono czerwoną flagę

Mgła spowiła popularną plażę. Wywieszono czerwoną flagę

Źródło:
ENEX

Tajfun Co-May uderzył w piątek rano w Filipiny. Przyniósł ze sobą obfite opady deszczu, które doprowadziły do powodzi i osunięć ziemi. Jak podają lokalne władze, żywioł zmusił do ewakuacji tysiące osób.

Tajfun uderzył. "Nie mogliśmy niczego uratować"

Tajfun uderzył. "Nie mogliśmy niczego uratować"

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, AP News, vietnamplus.vn

Ekolodzy odnaleźli na Barbadosie najmniejszego węża świata Tetracheilostoma carlae - przekazał brytyjski dziennik "The Guardian", powołując się na tamtejsze ministerstwo środowiska. Gatunek ten uznano za wymarły 20 lat temu.

Cienki jak nitka spaghetti. Najmniejszy wąż świata wrócił

Cienki jak nitka spaghetti. Najmniejszy wąż świata wrócił

Źródło:
PAP, The Guardian

Pożary szaleją w południowej części Cypru. Jak podała lokalna policja, w wyniku żywiołu zginęły dwie osoby. W odpowiedzi na rozprzestrzenianie się ognia, swoje samoloty gaśnicze skierowały na wyspę Egipt, Grecja, Hiszpania, Izrael, Jordania, Liban, Unia Europejska i Wielka Brytania.

Spalone domy, ewakuacje. Na Cyprze trwa walka z pożarami

Spalone domy, ewakuacje. Na Cyprze trwa walka z pożarami

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, PAP

Morze Kaspijskie wysycha w alarmującym tempie. Poziom wody w akwenie spadł do najniższego poziomu w historii - podał w czwartek portal Times of Central Asia. Tafla wody znajduje się obecnie na wysokości niecałych 29 metrów poniżej poziomu morza.

Najniższy poziom w historii. Morze Kaspijskie wysycha

Najniższy poziom w historii. Morze Kaspijskie wysycha

Źródło:
PAP, timesca.com

W norweskim hrabstwie Trondelag temperatura powyżej 30 stopni Celsjusza utrzymywała się przez 13 dni, bijąc poprzedni rekord sprzed 43 lat. Tak długiego gorącego okresu nie odnotowano odkąd prowadzone są pomiary meteorologiczne. Wyjątkowość zjawiska podkreślają zarówno lokalne władze, jak i naukowcy. I ostrzegają.

Tak długo upał nie trwał tam od ponad 40 lat

Tak długo upał nie trwał tam od ponad 40 lat

Źródło:
PAP, NRK

Część Danii zmaga się z ulewami i powodziami. Policja ewakuowała około 20 tysięcy osób z festiwalu muzycznego Gron Koncert. Wydano ostrzeżenia przed burzami i deszczem dla części kraju.

Burza, ulewa i powódź. Ewakuacja blisko 20 tysięcy osób z festiwalu

Burza, ulewa i powódź. Ewakuacja blisko 20 tysięcy osób z festiwalu

Źródło:
Reuters, Vafo.dk