Квантовая криптография против квантового компьютера: невероятное будущее физики?
Иван Семенов
Если попытаться совсем просто изложить проблему, которой занимались Ален Аспе, Джон Клаузер и Антон Цайлингер, получится примерно так. Существуют «запутанные» элементарные частицы, которые, например, родились вместе в одном процессе. Вот встретились электрон с его античастицей позитроном. И, наверное, многие слышали: когда встречаются материя и антиматерия — происходит аннигиляция. Рождается свет, фотоны.
В нашем примере фотонов может родиться 2 или 3. Для простоты возьмем случай с двумя. Они рождаются и разлетаются в разные стороны. При этом у них есть свойства, которые мы представляем с некоторой вероятностью. Одним из таких свойств является спин. Это квантовое свойство, которое можно представить, как будто частицы закручены, как маленькие волчки. При этом в момент их рождения никто не может сказать, какой спин у каждой из них. Все определяется вероятностями.
И вот наши фотоны разлетелись, например, на миллиард километров. А потом мы один из них поймали и померили его спин. Второй фотон может после этого улететь еще на миллиард километров, но мы уже точно знаем, каким будет его спин, когда его кто-нибудь померяет. Как будто две частицы «общаются» друг с другом мгновенно, не заботясь о скорости света. Одна моментально «сообщает» своей сестре, какой у нее должен быть спин.
Это выглядит настолько сверхъестественно, что Эйнштейн, например, считал, что у частиц есть некоторые неоткрытые нами пока «скрытые параметры», которые отвечают за эти вероятностные процессы.
Лауреаты этого года поставили очень хитроумные эксперименты, которые доказывают, что скрытых параметров нет! Просто вот так поразительно устроен квантовый мир!
Эти работы очень востребованы.
На основании таких «запутанных» частиц работают системы квантовой криптографии, которые позволяют создать принципиально непрослушиваемые линии связи. И такие линии уже созданы, некоторые находятся в Москве.
Еще результаты работ Аспе, Клаузера и Цайлингера используются при разработках квантовых компьютеров. Когда такие компьютеры массово распространятся, рухнут почти все системы классической криптографии, то есть шифрования данных. Но спасение есть! Это опять же квантовая криптография, которую не сможет взломать даже квантовый компьютер!
Объявлены обладатели Нобелевской премии этого года по физике
Квантовая теория перевернула наши представления о причинах и следствиях
