W poszukiwaniu szyfru doskonałego. Wykład online o fizyce kwantowej

Fizyk z Uniwersytetu Oksfordzkiego i Narodowego Uniwersytetu Singapuru, prof. Artur Ekert, wygłosi 31 sierpnia wykład otwarty o szyfrowaniu – od filozoficznej debaty na temat przypadkowości w mechanice kwantowej do tajnej transmisji danych. Wykład jest elementem konferencji organizowanej z okazji obchodów 40. rocznicy utworzenia Centrum Fizyki Teoretycznej PAN.

20210826_szyfrbg.jpg 

Gdzieś w basenie Morza Śródziemnego, ok. 500 lat p.n.e. ktoś wpadł na pomysł, że można przestawiać litery i modyfikować tekst tak, że przeczyta go tylko osoba wtajemniczona. Wiemy, że dosyć prostymi szyframi posługiwali się już starożytni Grecy i Rzymianie. Z czasem wymyślono coraz bardziej wyszukane metody i zaczęto zawierzać tajemnice korespondencji matematyce.

Problem w tym, że za każdym genialnym pomysłem matematycznym stał do tej pory inny, równie genialny, pomysł matematyczny, który pozwalał te szyfry łamać. Warto tu wspomnieć chociażby historie Enigmy. Dzisiaj jednak wiemy, że można zaprojektować szyfr doskonały, ale wymaga on bezpiecznej dystrybucji dużej ilości zupełnie przypadkowych bitów. Ludzie w branży nazywają takie bity „kluczem kryptograficznym”. Tutaj, nieoczekiwanie, z pomocą przyszła fizyka.

Na początku XX wieku, fizycy zaczęli deliberować nad przypadkowością w nowo powstałej teorii kwantów. Najpierw Einsteinowi nie podobało się, że w ogóle jest jakaś przypadkowość, potem innym nie podobało się, że Einsteinowi się coś nie podobało i wymianie argumentów zdawało się nie być końca. Dysputy miały charakter raczej filozoficzny dopóki nie pokazano, że tej przypadkowości nie da się obejść.

Można zaprojektować eksperyment, w którym nikt, absolutnie nikt, nie jest w stanie przewidzieć wyników pomiarów przed ich przeprowadzeniem. Są one zatem tajne. Okazuje się, że ten sam eksperyment może służyć do konstrukcji szyfru doskonałego. Tak powstała nowa dziedzina – kryptografia kwantowa.

Dzisiaj jest to najbardziej zaawansowana część nowych technologii kwantowych. Satelity, takie jak np. chiński Micius, wysyłają fotony do odległych o tysiące kilometrów stacji naziemnych i pozwalają na bezpieczną generację klucza kryptograficznego. Azja, Europa i Stany Zjednoczone budują kwantowy internet. Szyfry, których nie da się złamać, stają się rzeczywistością.

A co dalej? Bez wątpienia kryptografia, a wraz z nią mechanika kwantowa, będzie odgrywać coraz istotniejszą rolę w naszym życiu i w ochronie naszej prywatności. Prof. Artur Ekert opowie historię – od filozoficznej debaty na temat przypadkowości w mechanice kwantowej do tajnej transmisji danych – na wykładzie online „W poszukiwaniu szyfru doskonałego”. 31 sierpnia o godz. 20 wygłosi wykład po polsku. Transmisja spotkania będzie dostępna na YouTubie.

Prof. Artur Ekert to urodzony w Polsce wybitny specjalista w dziedzinie kwantowej informacji. Znany jest między innymi z propozycji protokołu Ekert90, który wykorzystując podstawowe zasady mechaniki kwantowej, umożliwi przesyłanie informacji w sposób niemożliwy do odczytania przez osoby trzecie. Prof. Artur Ekert pracuje na Uniwersytecie Oksfordzkim. Pełni również funkcję dyrektora Centrum Technologii Kwantowych działającego na Narodowym Uniwersytecie Singapuru. Jest często wymieniany wśród kandydatów do Nagrody Nobla z fizyki.

Międzynarodowa konferencja organizowana przez CFT PAN potrwa od 30 sierpnia do 3 września.