Kvantna fizika može da reši najveći problem bezbednosti? Prvi eksperiment koji vezuje identitet za fizičku poziciju

Primera radi, hitan poziv stiže iz Bele kuće. Ali primalac okleva: kako može biti siguran da poruka zaista potiče odatle? Odgovor se možda krije u kvantnoj fizici.

Naučnici su predstavili novu tehniku koja omogućava potvrdu lokacije osobe, zasnovanu na principima kvantne spletenosti - fenomena gde dve čestice ostaju usko povezane, čak i kada su na velikoj udaljenosti. Fizičarka Abigejl Gukin predstavila je rezultate 18. marta na konferenciji Američkog fizičkog društva.

Metoda, poznata kao "kvantna verifikacija lokacije", mogla bi se u budućnosti koristiti za sprečavanje fišing napada ili za ograničavanje pristupa osetljivim sistemima, kao što su, na primer, infrastrukture nuklearnog oružja koje bi bile dostupne samo sa određenih, sigurnih lokacija. Istovremeno, procenjuje se da će predstavljati ključni element takozvanog "kvantnog interneta", koji obećava izuzetno bezbedne komunikacije.

Kako sistem funkcioniše?

U eksperimentu učestvuju dva "verifikatora" i jedan "dokazivač". Verifikatori, koji se nalaze na različitim stranama lokacije koja se ispituje, šalju nasumične brojeve dokazivaču. Ovi brojevi određuju merenja koja on treba da izvrši.

Istovremeno, jedan od verifikatora stvara par spletenih fotona - čestica svetlosti. Jedan zadržava, a drugi šalje dokazivaču. Zatim obojica istovremeno vrše merenja polarizacije fotona, odnosno smera oscilovanja elektromagnetnog talasa.

Dokazivač vraća rezultat merenja verifikatorima, koji ga upoređuju sa svojim. Ponavljajući proces mnogo puta, rezultati moraju pokazivati snažnu korelaciju. Ako prevarant pokuša da presretne foton sa druge lokacije, ova korelacija će biti narušena - što će otkriti prevaru, zbog ograničenja koje nameću brzina svetlosti i specifičnosti kvantnih merenja.

Uspešno testiranje u SAD

Eksperiment je izveden u Nacionalnom institutu za standarde i tehnologiju (NIST) u Boulderu u Koloradu. Istraživači su postavili dve verifikacione stanice na udaljenosti od oko 200 metara, povezane optičkim vlaknima sa dokazivačem koji se nalazio između njih. Rezultati su pokazali da metoda može uspešno da locira poziciju korisnika.

Tehnika se zasniva na Belovom testu bez rupa u argumentaciji - rigoroznom testu koji dokazuje da se korelacije između fotona ne mogu objasniti klasičnim teorijama. Drugim rečima, rezultati potvrđuju paradoksalne, ali stvarne, osobine kvantne fizike.

Kako ističe Gukin, ova metoda prvi put na opipljiv način povezuje fizičku lokaciju osobe sa informacijama koje razmenjuje. Korak koji, ako se razvije, može radikalno promeniti pejzaž bezbednosti u komunikacijama.