Kryptografia nie z tego świata
Klucz do rzeczywistości
Pionier kryptografii kwantowej Artur Ekert mówi, że w istnienie realnego świata uwierzyć może tylko ktoś naprawdę kopnięty. Ktoś taki jak on.
Artur Ekert w macierzystym, oksfordzkim Merton College
Karol Jałochowski/Polityka.pl

Artur Ekert w macierzystym, oksfordzkim Merton College

Ludzie zawsze marzyli o bezpiecznej metodzie szyfrowania. Ale każdą dotychczasową można było złamać bez wiedzy komunikujących się stron – po  odgadnięciu lub przechwyceniu klucza kryptograficznego służącego do odkodowania szyfrogramu. Kryptografia kwantowa jest - teoretycznie - Świętym Graalem bezpiecznej komunikacji. Żeby ją złamać, trzeba by było złamać samą Naturę. Chronologicznie pierwsza metoda, zasygnalizowana przez Stephena Wiesnera w latach 70. i rozwinięta w 1984 r. przez Charlesa H. Bennetta oraz Gillesa Brassarda, wykorzystuje fakt, iż pomiar dowolnego stanu mikroobiektu nieodwracalnie zmienia ten stan. Druga, a zarazem bardziej obiecująca, została wynaleziona niezależnie w 1991 r. przez Artura Ekerta i wykorzystuje zjawisko kwantowego splątania, polegające na tym, że dwie (lub więcej) cząstki, atomy, jony bądź cząsteczki mogą niejako pozostawać jednością, a pomiar stanu dowolnego z nich ustala stan drugiego. W obu przypadkach komunikacja może się odbywać kanałem publicznym. Ponieważ każda próba przechwycenia kwantowego klucza kryptograficznego (przypadkowego ciągu zer i jedynek) musi się zakończyć zakłóceniem procesu jego przesyłania, komunikujący się natychmiast odkryją obecność podsłuchu.       Kryptografia kwantowa już wychodzi z laboratoriów. Korzystają z niej niektóre wielkie instytucje finansowe, ponoć także Biały Dom. Ale to wciąż duże wyzwanie – technologiczne i konceptualne. 

Artur Ekert. Urodzony w 1961 r., we Wrocławiu. Fizyk, matematyk, kryptolog. Studiował na Uniwersytecie Jagiellońskim i na University of Oxford. Obecnie profesor Mathematical Institute University of Oxford oraz Lee Kong Chian Centennial Professor na National University of Singapore. Szef tamtejszego Centre for Quantum Technologies. Pracował także na University of Cambridge. Instruktor i pasjonat nurkowania. W 1995 r. został nagrodzony Medalem Maxwella, w 2004 r. był współlaureatem Nagrody Kartezjusza, w 2007 r. Towarzystwo Królewskie przyznało mu Medal Hughesa.  

 

Karol Jałochowski: Wybaczy Pan pytanie – rozumie Pan fizykę kwantową?

Artur Ekert: Do dziś nie wszystko jest dla mnie jasne. Ale to fascynujące. To jest magia fizyki kwantowej.

To ona kazała Panu pewnego deszczowego dnia, pod koniec lat 80., wejść do biblioteki Claredon Lab i zdjąć z półki zakurzoną pracę Einsteina, Rosena i Podolsky'ego?

Nie, chyba nie [śmiech]. Być może zainspirowała mnie do tego rozmowa z Davidem Deutschem. Na pewno podobnie jak Einsteinowi, tak i mnie nie do końca trafiało do przekonania obowiązujące wyjaśnienie tego, co się wokół nas dzieje. Artykuł ukazywał zmagania autora usiłującego zrozumieć istotę przypadkowości. Einstein dowodził on, że gdyby coś się miałoby się zdarzać bez przyczyny, jak twierdził Niels Bohr, to pod znakiem zapytania stanęłoby istnienie mierzonych przez nas własności fizycznych. Pamiętam też, jak bardzo byłem zaskoczony klarownością artykułu, tym, jak pięknie i logicznie został napisany.

Ale mówi się, że Einstein przegrał debatę z Bohrem.

Einstein zakładał realizm lokalny, czyli że wartości fizyczne związane z obiektami, przedmiotami, naprawdę istnieją. Jeśli poruszają się obiekty, własności poruszają się razem z nimi. Czerwień autobusu porusza się z autobusem. Muszę przyznać, że to bardzo naturalny punkt widzenia. Ale w latach 60. John Bell sformułował pewne twierdzenie (nierówności Bella), które pokazuje, że tak wcale nie musi być - czerwień autobusu może pojawiać się w momencie, w którym próbujemy zmierzyć jego kolor. A wcześniej jej nie ma. I mówienie, że ona istnieje, prowadzi do sprzeczności. Ta linia rozumowania prowadzi do odrzucenia poglądu Einsteina i w pewnym sensie przyznaje rację Bohrowi.

Pan jednak Bohrowi jej nie przyznaje?

Nie, bo jeśli tak zrobimy, pojawi się wiele nietrywialnych problemów. Skoro widzimy czerwień autobusu, a jednocześnie (na mocy nierówności Bella) wiemy, że przed tym pomiarem wcale jej tam nie było, to musielibyśmy stwierdzić, że pomiar tworzyłby tę czerwień. Artykuł Einsteina przekonał mnie, że autor jednak miał rację, choć prawdopodobnie jego rozumienie rzeczywistości było nazbyt uproszczone. Należy założyć, że rzeczywistość jest bardziej skomplikowana, że autobus może mieć wiele kolorów jednocześnie, że jednocześnie zdarza się wszystko, co się może zdarzyć. Zasugerował to w latach 50. Hugh Everett, mówiąc, że być może pojęcie rzeczywistości powinniśmy zastąpić pojęciem multiwszechświata. W takim kontekście nierówności Bella nie mają sensu. Everett dał Einsteinowi szansę w walce w Bohrem.

Napisał Pan, że wierzy we współistnienie rzeczy i ich właściwości.

Tak – skłaniam się ku teorii Everetta. Wierzę, że jeśli obiekt istnieje w multiwszechświecie, to rzeczywiście ma wszystkie możliwe właściwości. I że one istnieją, i że są prawdziwe.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj