Sukces naukowców UAM

W artykule opisane są badania polskich uczonych nad kryptografią kwantową – dziedziną wiedzy, która znajduje zastosowanie przy przekazywaniu danych za pomocą światła.

Przesyłana informacja kodowana jest w pojedynczych fotonach. W zależności od kierunku polaryzacji (poziomego lub pionowego) foton przechodzi przez filtr polaryzacyjny na stacji odbierającej, bądź nie, przekazując 0 lub 1. Dodatkowo polaryzatory mogą być ustawiane z odchyleniem 0 lub 45 stopni. Klucz stanowią te bity, dla których ustawienia polaryzatorów w stacji odbierającej były zgodne z zamysłem stacji przesyłającej.

Załóżmy, że chcemy przechwycić wiadomość składającą się z 1 bitu. Ustawiamy nasz polaryzator w dowolnej pozycji. Jeżeli się pomyliliśmy, to foton ma 50% szans na przekazanie wiadomości, jeżeli trafiliśmy, foton przekaże właściwą informację, ponieważ jednak nie możemy określić w których przypadkach ustawiliśmy polaryzator dobrze, a w których źle, nie możemy również rozszyfrować wiadomości. Każda próba odczytu informacji powoduje zaś jej bezpowrotne zniszczenie. Nie ma sposobu przechwycenia transmisji bez jej zakłócenia, więc kluczowe informacje mogą być wymieniane z dużą pewnością zachowania tajemnicy. Kryptografia kwantowa jest z tego względu stosowana na przykład przez banki do przesyłu poufnych wiadomości.

W praktyce przesyłanie informacji zawsze wiąże się jednak z wystąpieniem pewnych zakłóceń. Za dopuszczalny uznawany jest błąd w granicach 11-16,7%. Dr Karol Bartkiewicz i jego koledzy odkryli, że haker może się ukryć w podobnym "szumie". W doświadczeniu wykorzystano urządzenie, które w optymalny sposób tworzy kopie fotonów, pozwalając w ten sposób na ograniczenie procentu błędów.

Wcześniej artykuł został opublikowany w kwietniowym numerze czasopisma naukowego Physical Review Letters. Dwóch spośród autorów, prof. UAM dr hab. Adam Miranowicz i dr Karol Bartkiewicz, wywodzi się z UAM. Prof. Miranowicz jest pracownikiem Wydziału Fizyki, natomiast dr Bartkiewicz jest absolwentem tegoż Wydziału. Obecnie pracuje na czeskim Uniwersytecie Palackiego w Ołomuńcu

Artykuł w New Scientist.

Artykuł w Physical Review Letter.

Artykuł w PAP.

Źródło: New Scientist, Polska Agencja Prasowa, Wikipedia.pl

Autor zdjęcia: Antonín Černoch