Przez dziesięciolecia wierzyliśmy, że kopiowanie informacji kwantowych jest fizycznie niemożliwe. To fundament, na którym opiera się bezpieczeństwo przyszłego internetu. Okazuje się jednak, że istniała pewna luka, którą polscy programiści i inżynierowie mogą wkrótce wykorzystać w praktyce.
Zasada, której (teoretycznie) nie dało się złamać
W świecie klasycznym, jeśli masz plik na pendrive, możesz go kopiować w nieskończoność. W świecie kwantowym, próba skopiowania bitu informacji (kubitu) zazwyczaj kończy się jego bezpowrotnym zniszczeniem. To tak zwany „zakaz klonowania”.
Właśnie dlatego hakerzy mają taki problem z kwantowym szyfrowaniem – każda próba podejrzenia lub skopiowania danych zostawia ślad. Ale Achim Kempf z University of Waterloo odkrył sposób, by obejść ten mur za pomocą sprytnego triku z „szumem” i szyfrowaniem.
Jak zmylić wszechświat?
Zespół badawczy zauważył coś dziwnego, pracując nad projektem kwantowego Wi-Fi. Zamiast walczyć z zakłóceniami, postanowili wykorzystać je jako formę naturalnego szyfru. Oto jak to działa w uproszczeniu:
- Tworzysz setki kopii informacji kwantowej.
- Każda z nich jest „bełkotem” (zaszyfrowana unikalnym kluczem).
- Tylko jeden klucz naraz może odblokować jedną, czytelną kopię.
W praktyce oznacza to, że chronimy dane przed zniszczeniem, tworząc ich „zapasowe wersje”, które aktywują się tylko wtedy, gdy są potrzebne. To trochę jak trzymanie zapasowych kluczy do mieszkania w sejfie, do którego dostęp masz tylko Ty.
Test na procesorze IBM
To nie jest tylko sucha teoria. Naukowcy przetestowali ten protokół na 156-kubitowym procesorze IBM Heron. Wynik? Udało im się stworzyć ponad 1000 zaszyfrowanych klonów jednego kubitu, zanim błędy systemowe uniemożliwiły dalszą pracę.
Co to oznacza dla nas?
Być może zastanawiasz się, po co nam „kwantowy Dropbox”. Wyobraź sobie, że wysyłasz przelew w przyszłej, kwantowej sieci bankowej w Warszawie. Jeśli system „padnie” w trakcie wysyłki, bez klonów Twoje pieniądze mogłyby po prostu wyparować z rzeczywistości.
Praktyczne korzyści tej luki:
- Bezpieczna chmura: Przechowywanie danych w kilku miejscach jednocześnie bez łamania praw fizyki.
- Odporność na awarie: Jeśli jeden serwer kwatnowy zostanie zalany (co w naszych realiach pogodowych nie jest wykluczone), dane przetrwają na innym.
- Stabilne Wi-Fi: Możliwość przesyłania sygnału kwantowego do wielu odbiorców bez utraty jakości.
Choć krytycy z Oksfordu twierdzą, że to raczej „rozpraszanie stanu” niż prawdziwe klonowanie, trik Kempfa otwiera drzwi, które dotąd uważaliśmy za zamurowane na cztery spusty.
Czy Waszym zdaniem pełne bezpieczeństwo danych jest warte tak skomplikowanych operacji na granicy fizyki, czy tradycyjne metody nam wystarczą? Dajcie znać w komentarzach!
