http://www.rzeczpospolita.pl/gazeta/wydanie_040427/n
auka/nauka_a_1.html

Wiedeński ratusz i bank Creditanstalt Austria dzieli zaledwie 500 metrów.
Ale to właśnie między tymi dwiema instytucjami dokonano najlepiej
zabezpieczonego przelewu pieniędzy na świecie.

Z konta na konto powędrowało 3 tys. euro. Niewiele, jak na "najlepiej
zabezpieczony" przelew. Kwota jest tu jednak mniej ważna niż sposób
zaszyfrowania informacji o operacji bankowej. Po raz pierwszy na świecie
wykorzystano bowiem do zabezpieczenia przelewu zjawisko tzw. splątania
fotonów. Dzięki temu efektowi, cała operacja była stuprocentowo bezpieczna.

Odległość nie ma znaczenia

System szyfrujący i zabezpieczający informacje o operacji bankowej opracował
Anton Zeilinger z Uniwersytetu Wiedeńskiego oraz firma ARC Seibersdorf
Research. Wykorzystali oni niezwykły fakt istnienia splątanych par fotonów,
które stanowiły rodzaj klucza dla szyfrowania przesyłanej informacji.

A cóż to takiego owo splątanie? To tajemnicza więź, łącząca ze sobą dwa
obiekty, mimo że dzieląca je odległość może być ogromna. Zgodnie z teorią
Alberta Einsteina, nic w przyrodzie nie może poruszać się z prędkością
większą niż prędkość światła. Nie może się też szybciej poruszać informacja.
Tymczasem pary splątanych obiektów jakby porozumiewają się ze sobą na
odległość, nic sobie przy tym nie robiąc z nałożonego ograniczenia
prędkości. Na razie, eksperymentalnie, wykazano, że owo splątanie istnieje
m.in. dla kwantów światła (fotonów), a nawet dla całych atomów i ich
zbiorów.

W dużym uproszczeniu, w przypadku par splątanych fotonów, zmiana stanu
(spinu) jednego z nich powoduje jednoczesną zmianę stanu drugiego. Dzieje
się to natychmiast, przy czym odległość między nimi nie ma najmniejszego
znaczenia. Nie bez powodu Einstein, który zresztą nie bardzo potrafił
wyjaśnić istotę splątania, nazwał to zjawisko "upiornym działaniem na
odległość".

Fotonowy kluczyk

Również teraz fizycy nie za dobrze radzą sobie z wyjaśnieniem, skąd się
zjawisko splątania bierze. Ponieważ jego istnienie zostało wielokrotnie
potwierdzone eksperymentalnie, naukowcom nie pozostało nic innego, jak
znalezienie sposobu, aby "upiorne działanie na odległość" zaprząc do pracy.

Na pierwszy ogień poszła kryptografia. Dla uproszczenia załóżmy, że fotony
niosą ze sobą informację o kluczu potrzebnym do odszyfrowania informacji.
Każda próba odczytania jej z jednego fotonu natychmiast ujawni się na drugim
fotonie od pary. Odbiorca wiadomości natychmiast będzie wiedział o próbie
włamania, choćby miała ona miejsce na drugim końcu Drogi Mlecznej.

Właśnie to zjawisko wykorzystano w Wiedniu. Fotony produkował laser, były
one dzielone na pary przez specjalny kryształ, a następnie jeden wysyłano
światłowodem z banku do ratusza. Drugi pozostawał jako zabezpieczenie.
Analizując stan (spin) fotonów (przyjmijmy, że było to 1 albo 0), obie
strony dysponowały kluczem do zaszyfrowania transakcji. Gdyby ktoś po drodze
chciał przechwycić klucz, jedna ze stron natychmiast by się o tym
dowiedziała. Sam klucz jest zaś całkowicie losowy - zatem nie do
podrobienia. Cała operacja jest zabezpieczona, pod warunkiem, że każdorazowo
używa się nowego fotonowego klucza. Jedyne, co mogą zrobić włamywacze, to
próbować zakłócić transmisję fotonów.

Obecnie w celu zaszyfrowania informacji stosuje się skomplikowane
matematyczne algorytmy. Ich istotą jest założenie, że do odszyfrowania
informacji konieczne jest przeprowadzenie bardzo wielu operacji
matematycznych. To zaś wymaga użycia potężnego superkomputera, pracującego
bez przerwy przez całe lata. Szyfr taki jest zatem teoretycznie do złamania,
jednak pokonanie zabezpieczenia jest trudne praktycznie. Do chwili, kiedy
ktoś nie opracuje szybszej metody rozwiązywania matematycznego problemu
używanego do szyfrowania lub nie zbuduje jeszcze szybszego komputera. -
Kiedy mówimy o dużych sumach pieniędzy, ludzie zaczynają się naprawdę
interesować - powiedział Zeilinger magazynowi "New Scientist". Wady tej
pozbawione jest zabezpieczanie przesyłanych informacji splątanymi fotonami.
Zabezpieczenie jest, można powiedzieć - fizycznie - nie do pokonania.

Ograniczenia w stosowaniu tego pomysłu są obecnie praktycznie jedynie
techniczne. W Wiedniu, nadawcę i odbiorcę dzieliło 500 metrów, fotony
musiały jednak pokonać światłowód o długości ok. 1,5 km. Zdaniem Zeilingera
można skutecznie odczytywać stan fotonów po pokonaniu przez nie odległości
ok. 20 km. To jednak tylko kwestia czułości detektorów. Japońska Toshiba
poinformowała zaś, że udało jej się opracować detektor skutecznie działający
ze światłowodami nawet z odległości 100 km.

W planach teleportacja

Na kryptografii zastosowania efektu splątania się jednak nie kończą.
Naukowcy chcą stworzyć rodzaj "komputera", który wykorzystywałby zjawisko
splątania obiektów do prowadzenia obliczeń. Taki komputer kwantowy miałby
wykonywać wiele operacji jednocześnie, co czyniłoby go superszybkim.
Pierwsze próby splatania elektronów, które miałyby być wykorzystywane jako
bity informacji (a właściwie qubity - bity kwantowe), zostały już
przeprowadzone. Fizycy zgodnie jednak przyznają, że do skonstruowanie
kwantowego komputera jeszcze nam daleko.

Najdalej idą jednak naukowcy, którzy w efekcie splątania widzą możliwość
dla... teleportacji. Powie ktoś - jest duża różnica między sprawdzaniem
stanu fotonów czy elektronów, a przenoszeniem sporych obiektów na odległość.
Nie jest ona jednak taka duża, jakby się na pierwszy rzut oka mogło wydawać.
Dowiódł tego eksperyment przeprowadzony w 2001 roku przez duńskich naukowców
z Uniwersytetu Aarhus. Splątali oni nie pojedyncze fotony, ale dwie chmury
atomów cezu, liczące miliardy cząsteczek każda. Naukowcy nie wiązali ze sobą
cech pojedynczych atomów, lecz splątali wypadkową stanu atomów w jednej
chmurze z drugą. Splątanie trwało ułamek sekundy, jednak dowiodło, że takie
powiązanie dwóch złożonych obiektów jest możliwe. Sam Anton Zweilinger
również pracuje nad eksperymentem prowadzącym do teleportacji stanów
materii. Jest przekonany, że w niedługiej przyszłości uda się splątać
bardziej złożone cząsteczki - np. sfery złożone z 60 atomów węgla. -

do góry

Dnia 2004-04-27 07:35, Użytkownik MONTWA napisał:
> http://www.rzeczpospolita.pl/gazeta/wydanie_040427/n
auka/nauka_a_1.html
>
> Wiedeński ratusz i bank Creditanstalt Austria dzieli zaledwie 500 metrów.
> Ale to właśnie między tymi dwiema instytucjami dokonano najlepiej
> zabezpieczonego przelewu pieniędzy na świecie.

A papierowe potwierdzenia przelewu z detalami dotyczacymi kont i kwot
wyrzucono do kosza skad sprzataczka wyniosla je do smieci.
Tak mniej wiecej wyglada dzis bezpiecenstwo bankow i innych szacownych
instytucji.
---

do góry