Všichni jsme si vědomi situace. Nakonec kvantové počítače rozbijí naše šifrovací systémy, jako když perlík rozbije sklo. V průběhu let tak výzkumníci vytvářeli nové „štíty“ – kódy, které zůstávají bezpečné i pro kvantového útočníka. Získali kreativitu v používání samotné kvantové mechaniky k zabezpečení komunikace. Předpokládá se, že tento přístup je neprostupný.
Ale fyzika jde dopředu. Newton se nestal konečným bodem ve vývoji vědy. Možná ani kvantová mechanika ne. Co se stane s naší bezpečností, pokud vládne hlubší přírodní zákon?
“Musíte být paranoidní,” říká Ravishankar Ranaanthan, který studuje kvantové informace v Hongkongu. “Omezte předpoklady na minimum. Představte si, že kvantová mechanika není konečná pravda.”
To není jen paranoia. Srážka gravitace a kvantových jevů naznačuje, že nám chybí něco velkého a zvláštního. Aby se připravili na neznámé, někteří kryptografové hledají hlouběji. Níže kvantová mechanika. Do roviny kauzality.
Vandalismus projektu
Představte si distribuci kvantových klíčů. Klíč přenášíte pomocí kvantových částic. Každý, kdo se pokusí nakouknout, prolomí zmatek. Toto porušení prozradí zloděje. Systém funguje díky „monogamii“ zapletení: dvě částice zůstávají synchronizované, ale třetí strana se k tomuto spojení nemůže připojit, aniž by ho zničila.
Ale co když toto pravidlo zmizí?
Seznamte se s kvantovým rušením.
Představte si, že někdo zasahuje do spojení tak nenápadně, že porucha není patrná. Částice se posouvají, korelace se mění, ale vnější pozorovatelé si ničeho podezřelého nevšimnou. Zmatek přetrvává. Jen se to… jinak zakřivuje. Žádná stopa.
Vědci tento myšlenkový experiment milují. Kontroluje vztah mezi příčinou a následkem. Možná je takové „vměšování“ nemožné, protože existuje základní zákaz. Nebo se to možná děje právě teď někde ve Vesmíru.
Čaroděj Jim
Nejlépe tuto situaci popisuje Michal Eckstein z Polska.
Alice. Fazole. A čaroděj jménem Jim.
Jim drží dva balónky. Jeden je bílý, druhý černý.
Vloží je do krabic a pošle je Alici a Bobovi opačnými směry rychlostí světla. Kuličky jsou spojeny: jsou v barvě opačné. Pokud Alice vidí bílou, Bob musí vidět černou. Klasické kvantové svinstvo.
Alice otevře krabici. Bílý.
Bob otevře svůj. Bílý.
Vracejí se domů a porovnávají si poznámky. Stejná barva.
Jim zahrál trik. Když byli od sebe, změnil spojení z „opačné“ na „náhodu“. Ale po cestě každý z nich viděl náhodný výsledek. Šance 50/50. Po otevření nic nevypadalo podezřele.
Toto je rušení.
V polovině 90. let se tři fyzikové divili, jak podivná je příroda, aniž by narušila relativitu. Nemůžete posílat signály rychleji než světlo. Kdyby mohli, kauzalita by zemřela. Proto Jakob Grunhaus, Sandu Popescu a Daniel Rohrlich spoléhali pouze na toto jediné pravidlo. Představili „rušičku“, která dokáže korigovat korelace mezi vzdálenými částicemi bez vysílání signálů.
Napsali článek a pak na něj zapomněli.
Popescu říká: “Napsali jsme to, to je vše.”
Čas vypršel
Uplynulo dvacet let. Kvantové počítání se přesunulo z kategorie laboratorních kuriozit do reálných laboratorních podmínek.
Do roku 2016 dozrály protokoly spoléhající na zapletenou monogamii. Vypadali v bezpečí. Kryptografie nezávislá na zařízení spoléhala na skutečnost, že podvod ničí signál.
Pak Ranaanthan a Pavel Gordek našli starý článek.
Země se třásla pod nohama.
Pokud je rušení možné, monogamie nefunguje.
Veškerá kryptografie nezávislá na zařízení se spoléhá na vlastnost, která zmizí v okamžiku, kdy dovolíte existenci takových korelací „šumu“.
Předpokládali jsme, že nám vesmír nedovolí ošidit systém. Na tomto písku jsme postavili zdi. Nyní si položíme otázku: existovala vůbec tato zeď?
