hirdetés
hirdetés

Tudomány

Kvantumtitkosítás és kvantumszámítógép

Az informatikában, a méréselméletben, valamint ipari folyamatokban is hasznosíthatók annak a Spanyolországban működő nemzetközi kvantummechanikai kutatócsoportnak az eredményei, amelynek munkájában az MTA Atommagkutató Intézetének főmunkatársa, Vértesi Tamás is részt vesz. A lézerfény lehetséges felhasználási területeit vizsgáló kutatók eredményeikről a közelmúltban a Science-ben számoltak be.

hirdetés

– Hat évvel ezelőtt egy kvantuminformatika témájú cikkem jelent meg a Physical Review című fizikai szaklapban. A publikáció felkeltette a barcelonai központú Fotonikai Tudományok Intézete (ICFO) kvantumcsoportjának érdeklődését, és felajánlották számomra a közös munka lehetőségét – ismertette az együttműködés előzményeit Vértesi Tamás.

A fizikus azóta évente egy-két hetet tölt együtt a csoporttal, de a közös munka akkor sem szakad meg, amikor személyesen nem találkoznak. Az együttműködésben részt vesz többek között Maciej Lewenstein kvantumfizikus, a spanyol kutatóintézet kvantumoptikai csoportvezetője, az Európai Kutatási Tanács (ERC) tapasztalt kutatóknak kiírt "ERC Advanced Grant" pályázatának nyertese, valamint Antonio Acín, professzor, a kvantuminformáció elméleti csoport vezetője, aki elnyerte az "ERC Consolidator Grant" pályázatának támogatását.

– Eddig négy közös cikkünk jelent meg – méltatta a kutatócsoport eredményeit Vértesi Tamás. Mint elmondta, a legutóbbi, Science-ben megjelent publikációjukban azt a felfedezésüket ismertették, amelyet a sokrészecskés kvantumrendszerek nemlokális kapcsolatainak kimutatásában sikerült elérniük. – A nemlokalitás, vagyis az egymástól távol lévő részecskék közötti rejtélyes kapcsolat az egyik legerősebb formája a kvantummechanikai összefonódottság jelenségének, amelynek például a kvantumteleportációban vagy a kvantumtitkosításban van alapvető szerepe – magyarázta a kutató.

– A tanulmány egy elméleti módszert ír le arra vonatkozóan, hogy ezeket a nemlokális kapcsolatokat hogyan lehetne a sokrészecskés kvantumrendszerekből hatékonyan kinyerni, amelyek ezáltal gyakorlati szempontból is hasznos erőforrásnak bizonyulnak." A fizikus szerint eredményeik a praktikus alkalmazások mellett újabb döntő bizonyítékkal szolgálhatnak arra nézve is, hogy a kvantumelmélet nemcsak két-három részecske szintjén, hanem komplex, sokrészecskés rendszerek esetén is helyesen írja le a világot.

Vértesi Tamás a probléma jobb megértését egy, a hétköznapi életből vett példával próbálta segíteni: "Vegyünk egy testvérpárt, Alízt és Bobot, akik két távoli ország városába költöznek. Mindketten otthon hagyják okostelefonjukat, viszont kedvenc dobókockájukat magukkal viszik. Elhatározzák, hogy greenwichi középidő szerinti minden délben feldobják egyszer a saját kockájukat, és lejegyzik a kapott számot, amelynek eredményeképpen az alábbi sorozatot kapják. Alíz számai: 1, 2, 4, 3, 6, 5, 2,..., míg Bob számai: 6, 5, 3, 4, 1, 2, 5,... Ha külön-külön nézzük a számsorozatokat, teljesen normálisnak tűnnek, azonban a két számsorozat számait összeadva kiderül, hogy a dobások összege mindig 7-et ad ki. Elképzelhető-e ez a százszázalékos korreláció, vagy valamilyen csalásra kell gyanakodnunk?"

Mint a kutató elmondta, ha a kockákat a testvérpár két különböző boltban vette, akkor tényleg nehezen magyarázható a két kocka közti feldobások tökéletes korrelációja. Azonban a kvantumvilágban még ennél is kedvezőbb egyezést mutató szupererős korrelációk is lehetségesek. A fizikus szerint a megoldás kulcsát az információ egymással összefonódott kvantumrészecskékbe történő kódolása jelenti. Apró részecskék – mint a fotonok vagy az elektronok – a kvantummechanika törvényei alapján egymástól végtelen távolságban is képesek összehangoltan működni és a klasszikus fizikához képest szupererős, úgynevezett nemlokális korrelációkat létrehozni, amelyek segítségével például feltörhetetlen titkosításra is mód nyílik.

– Az MTA Atomki-ban még viszonylag újnak tekinthető az első ízben ötven évvel ezelőtt leírt jelenség kutatása – mondta Vértesi Tamás. Hozzátette: a szakterület ugyanakkor rendkívül sokféle kutatási irányt magába foglal, a gráfelmélettől, a programozáson keresztül egészen a praktikus, kísérleti jellegű problémák megoldásáig. Bízom a további sikerekben, szoros a kapcsolatom olyan kutatókkal is, akik azóta az ICFO-ból más intézetekbe kerültek. A közelmúltban jelent meg egy cikkünk a Physical Review X folyóiratban, amely az eszközfüggetlen kvantuminformatikai alkalmazásokban lesz hasznosítható – említett egy újabb példát a nemzetközi együttműködés eredményére a fizikus.

(forrás: mta.hu)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés