Naučnici su demonstrirali kvantnu tehniku koja omogućava da se utvrdi da li se neko nalazi na lokaciji za koju tvrdi da jeste, izvestila je fizičarka Abigejl Gukin 18. marta na Globalnom samitu fizike Američkog fizičkog društva.
Ova metoda, nazvana kvantna verifikacija položaja, zasniva se na konceptu kvantne isprepletenosti, u kojem su sudbine dve udaljene čestice tesno povezane.
Potencijalne primene u bezbednosti
U budućnosti, ova tehnika bi mogla biti korisna za sprečavanje određenih vrsta „fišing“ napada, kao i za ograničavanje pristupa određenim resursima. Na primer, pristup osetljivoj infrastrukturi nuklearnog naoružanja mogao bi biti dozvoljen samo osobama koje se nalaze u bezbednoj državnoj zgradi.
Ovaj metod bi mogao postati deo budućeg kvantnog interneta, koji bi jednog dana mogao da omogući različite oblike izuzetno bezbedne komunikacije.
Kako funkcioniše kvantna verifikacija položaja?
Evo kako sistem funkcioniše: dve osobe, nazvane verifikatori, žele da potvrde da se treća osoba, nazvana dokazivač, nalazi na određenoj lokaciji. Verifikatori se nalaze na suprotnim stranama te lokacije i svako od njih šalje nasumičan broj dokazivaču, koji će taj broj iskoristiti za određivanje sledećeg koraka.
U međuvremenu, jedan od verifikatora stvara par isprepletenih fotona, odnosno čestica svetlosti. Jedan foton zadržava kod sebe, dok drugi šalje dokazivaču.
Merenje i razmena podataka
Dokazivač i verifikator istovremeno mere svoje fotone. Konkretno, mere polarizaciju, odnosno pravac u kojem osciliraju elektromagnetni talasi fotona. Nasumični brojevi određuju koje postavke merenja dokazivač treba da koristi da bi utvrdio polarizaciju svog fotona.
Dokazivač zatim šalje rezultat merenja nazad verifikatorima.
Zašto prevare neće funkcionisati?
Nakon toga, verifikatori upoređuju rezultat dokazivača sa rezultatom merenja drugog fotona. Tokom velikog broja ponavljanja ovog protokola, rezultati bi trebalo da budu snažno povezani, odnosno korelisani.
Ukoliko bi neki prevarant presreo foton sa druge lokacije, rezultati merenja ne bi bili toliko snažno povezani kao što se očekuje. To je posledica ograničenja brzine svetlosti i specifičnosti kvantnih merenja. U tom slučaju, verifikatori bi znali da nešto nije u redu.
Eksperiment u praksi
U Nacionalnom institutu za standarde i tehnologiju (NIST) u Bolderu, u Koloradu, naučnici su postavili dve verifikatorske stanice udaljene oko 200 metara, koje su optičkim vlaknima povezane sa dokazivačem koji se nalazi između njih.
Metoda je uspešno odredila položaj dokazivača, kako su Gukin i njene kolege izvestile u radu predatom 23. januara na arXiv.org.
Gde leži osnova ove tehnike?
Osnova ove tehnike leži u takozvanom Belovom testu bez „rupa“, metodi slanja i merenja kvantnih čestica koja dokazuje da se neobičnosti kvantne fizike ne mogu objasniti klasičnim teorijama.
To je zato što su korelacije između parova fotona jače nego što bi bilo koja klasična teorija mogla da objasni.
Osnova za nove oblike bezbedne komunikacije
Pošto ova tehnika povezuje stvarnu fizičku lokaciju sa informacijama koje učesnici razmenjuju, ona bi mogla postati osnova za nove oblike bezbedne komunikacije.
Kako kaže Gukin: „Ovo je prvi put da možemo konkretno povezati nečiju lokaciju sa informacijama koje ta osoba šalje.“
