Kryptografia bez przesyłania kluczy kryptograficznych
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zwykle przyjmowano, że liczby zespolone, czyli zawierające składnik z liczbą urojoną i (i do kwadratu daje minus jeden) są wyłącznie matematycznym trikiem. Polsko-chińsko-kanadyjski zespół naukowców udowodnił jednak, że urojoną część mechaniki kwantowej można zaobserwować w akcji w rzeczywistym świecie – informuje Centrum Nowych Technologii UW.
Nasze intuicyjne wyobrażenia dotyczące zdolności liczb do opisu świata fizycznego wymagają istotnego przebudowania. Do tej pory wydawało się, że związek z mierzalnymi wielkościami fizycznymi mają wyłącznie liczby rzeczywiste. Jednak udało się znaleźć stany kwantowe splątanych fotonów, których nie da się rozróżnić bez sięgania po liczby zespolone. Co więcej, badacze przeprowadzili także eksperyment potwierdzający znaczenie liczb zespolonych dla mechaniki kwantowej
Badania prowadził zespół dr. Alexandra Streltsova z Centrum Optycznych Technologii Kwantowych Uniwersytetu Warszawskiego (QOT) z udziałem naukowców z University of Science and Technology of China (USTC) w Hefei i University of Calgary (UCalgary). . Artykuły opisujące teorię i pomiary ukazały się w czasopismach Physical Review Letters i Physical Review A.
W fizyce liczby zespolone uważano za twory o czysto matematycznej naturze. Co prawda w równaniach mechaniki kwantowej pełnią rolę wręcz podstawową, traktowano je jednak po prostu jako narzędzie, coś, co fizykom ułatwia rachunki. My na drodze teoretycznej i doświadczalnej dowiedliśmy, że są takie stany kwantowe, które można rozróżnić wyłącznie wtedy, gdy obliczenia prowadzi się z nieodzownym udziałem liczb zespolonych – komentuje dr Streltsov.
Liczby zespolone są zbudowane z dwóch składników, rzeczywistego oraz urojonego. Mają postać a + bi, gdzie liczby a oraz b są rzeczywiste. Za specyficzne cechy liczb zespolonych odpowiada składnik bi. Kluczową rolę odkrywa tu liczba urojona i. Liczba i to pierwiastek kwadratowy z -1 (a więc gdyby podnieść ją do kwadratu, uzyskamy minus jeden).
W fizycznym świecie trudno wyobrazić sobie coś, co można byłoby bezpośrednio związać z liczbą i. Na stole mogą leżeć 2 czy 3 jabłka, jest to naturalne. Gdy jedno jabłko zabierzemy, możemy mówić o fizycznym braku i opisać go ujemną liczbą całkowitą -1. Jabłko możemy przekroić na dwie czy trzy części, otrzymując fizyczne odpowiedniki liczb wymiernych 1/2 czy 1/3. Gdyby stół był idealnym kwadratem, jego przekątna byłaby (niewymierny) pierwiastek kwadratowy z liczby 2 dłuższa od boku. Jednocześnie mimo najszczerszych chęci nie da się na stole położyć jabłek w liczbie i.
Zaskakująca kariera liczb zespolonych w fizyce ma związek z faktem, że wszelkiego typu oscylacje dają się opisać za ich pomocą znacznie wygodniej niż z użyciem popularnych funkcji trygonometrycznych. Obliczenia prowadzi się więc z liczbami zespolonymi, po czym na koniec bierze się pod uwagę tylko występujące w nich liczby rzeczywiste.
Na tle innych teorii fizycznych mechanika kwantowa jest szczególna, ponieważ musi opisywać obiekty, które w jednych warunkach potrafią się zachowywać jak cząstki, w innych jak fale. Podstawowe równanie tej teorii, przyjmowane jako postulat, to równanie Schrödingera. Opisuje ono zmiany w czasie pewnej funkcji, nazywanej funkcją falową, która ma związek z rozkładem prawdopodobieństwa znalezienia układu w takim a nie innym stanie. Jednak tuż obok funkcji falowej w równaniu Schrödingera jawnie występuje liczba urojona i.
Od dekad trwała debata, czy za pomocą samych liczb rzeczywistych można stworzyć spójną i kompletną mechanikę kwantową. Postanowiliśmy zatem znaleźć stany kwantowe, które można byłoby od siebie rozróżnić tylko z użyciem liczb zespolonych. Rozstrzygającym momentem było doświadczenie, gdzie wytworzyliśmy te stany i fizycznie sprawdziliśmy, czy są one rozróżnialne, czy też nie – mówi dr Streltsov, którego badania były finansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej.
Eksperyment weryfikujący rolę liczb zespolonych w mechanice kwantowej można przedstawić w formie gry Alicji i Boba z udziałem prowadzącego rozgrywkę mistrza. Za pomocą urządzenia z laserami i kryształami mistrz gry wiąże dwa fotony w jeden z dwóch stanów kwantowych, których rozróżnienie bezwzględnie wymaga użycia liczb zespolonych. Następnie jeden foton wysyła do Alicji, a drugi do Boba. Każde z nich dokonuje pomiaru swojego fotonu, po czym komunikuje się z drugim w celu ustalenia istniejących korelacji.
Przypuśćmy, że wyniki pomiarów Alicji i Boba mogą przyjmować wyłącznie wartości 0 albo 1. Alicja widzi bezsensowny ciąg zer i jedynek, Bob podobnie. Jeśli jednak się skomunikują, mogą ustalić powiązania między odpowiednimi pomiarami. Jeśli mistrz gry wysłał im stan skorelowany, gdy jedno zobaczy wynik 0, drugie również. Jeśli otrzymali stan antyskorelowany, gdy Alicja zmierzy 0, u Boba będzie 1. Dzięki wzajemnym uzgodnieniom Alicja i Bob mogliby rozróżnić nasze stany, ale tylko w sytuacji, gdyby ich kwantowa natura miała charakter fundamentalnie zespolony – mówi dr Streltsov.
Do opisu teoretycznego wykorzystano podejście znane jako teoria zasobów kwantowych. Samo doświadczenie z lokalnym rozróżnianiem splątanych stanów dwufotonowych przeprowadzono w laboratorium w Hefei z użyciem technik optyki liniowej. Przygotowane przez badaczy stany kwantowe okazały się rozróżnialne, co dowodzi, że liczby zespolone są integralną, nieusuwalną częścią mechaniki kwantowej.
Osiągnięcie polsko-chińsko-kanadyjskiego zespołu badaczy ma znaczenie podstawowe, jest ono jednak tak głębokie, że może się przełożyć na nowe technologie kwantowe. W szczególności badania nad rolą liczb zespolonych w mechanice kwantowej mogą pomóc lepiej zrozumieć źródła efektywności komputerów kwantowych, jakościowo nowych maszyn liczących, zdolnych rozwiązywać niektóre problemy z szybkością nieosiągalną dla klasycznych komputerów – czytamy w komunikacie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Od 100 lat naukowcy sprzeczają o interpretacje mechaniki kwantowej. Z jednej strony mamy interpretacje Bohra, Heisenberga i von Neumanna-Wignera, którzy uważali, że stan świadomości osoby przeprowadzającej testy wpływa na wyniki testów, z drugiej zaś strony Popper i Einstein twierdzili, że obiektywna rzeczywistość istnieje.
Kwestię tę postanowili zbadać... fińscy urzędnicy państwowi – Jussi Lindgren i Jukka Liukkonen – którzy w wolnym czasie lubią rozważać zagadnienia z zakresu mechaniki kwantowej. Panowie przyjrzeli się zasadzie nieoznaczoności, ogłoszonej przez Heisenberga w 1927 roku.
Zgodnie z tradycyjną interpretacją tej zasady, nie można jednocześnie precyzyjnie określić położenia i pędu, gdyż osoba dokonująca pomiarów zawsze wpływa na ich wynik. Jednak Lindgren i Liukkonen stwierdzili, że związek pomiędzy położeniem a pędem jest stały, a zatem rzeczywistość danego obiektu jest niezależna od osoby go badającej.
W swojej pracy panowie wykorzystali stochastyczną optymalizację dynamiczną. Z tego punktu widzenia zasada nieoznaczoności Heisenberga jest manifestacją równowagi termodynamicznej, w której korelacja pomiędzy różnymi zmiennymi nie zanika. Stochastyczna optymalizacja dynamiczna była wykorzystywana m.in. do rozwiązania takich problemów, jak wysłanie rakiety z Ziemi na Księżyc.
Uzyskane przez nas wyniki wskazują, że nie istnieje logiczny powód, dla którego wyniki miałyby być zależne od osoby przeprowadzającej pomiary. Nie istnieje nic, co sugerowałoby, że świadomość eksperymentatora zaburza wyniki czy kreuje rzeczywistość, mówi Lindgren. Interpretacja jest obiektywna i realna oraz tak prosta, jak to tylko możliwe. Lubimy jasne sytuacje i wolimy usunąć wszelki mistycyzm, dodaje Liukkonen.
Lindgren i Liukkonen to urzędnicy państwowi, a nauka to ich hobby. Obaj należeli do klubu matematycznego w liceum w Kuopio, obaj mają za sobą studia podyplomowe. Liukkonen właśnie napisał pracę doktorską na temat endoskopii ultradźwiękowej i pracuje obecnie jako inspektor w fińskim Urzędzie Bezpieczeństwa Radiologicznego i Atomowego.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Odkrycie dokonane przez uczonych z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara (UCSB) daje nadzieję na wykorzystanie węgliku krzemu - materiału powszechnie używanego w elektronice - do stworzenia urządzeń obliczeniowych opierających się na mechanice kwantowej.
Grupa pracująca pod kierunkiem Davida Awschaloma odkryła, że niedoskonałości w sieci krystalicznej węglika krzemu mogą być kontrolowane na poziomie kwantowym. Zwykle defekty w sieci krystalicznej są postrzegane jako niepożądane. W tradycyjnej elektronice takie niedoskonałości powodują spowolnienie pracy układu, gdyż elektrony zostają przez nie uwięzione.
Naukowcy z UCSB odkryli, że sposób, w jaki elektrony zostały uwięzione pozwala na zainicjalizowanie stanów kwantowych, ich precyzyjną manipulację oraz pomiar. Operacje takie można przeprowadzić za pomocą światła i mikrofal. Zatem każdy z defektów spełnia wymogi stawiane przed qubitem.
Szukamy piękna i możliwości wykorzystania niedoskonałości, zamiast starać się osiągnąć doskonałość. Używamy tych niedoskonałości jako podstawy dla przyszłej technologii kwantowej - powiedział Awschalom.
Uczony wyjaśnia, że większość niedoskonałości w sieci krystalicznej nie posiada tak pożądanych cech, jakie odkryto w węgliku krzemu. Dotychczas znano tylko jeden typ takich niedoskonałości - występujący w diamencie ubytek dwóch atomów węgla i zastąpienia ich jednym atomem azotu. Miejsce po drugim atomie węgla pozostaje puste i ma ono takie właściwości, które pozwala wykorzystać je do zapisu kwantowych informacji w temperaturze pokojowej. Diament jest jednak materiałem, który trudno jest pozyskać i zintegrować z elektroniką.
Tymczasem węglik krzemu jest materiałem dobrze znanym w przemyśle elektronicznym, a badania Awschaloma i jego zespoły wykazały, że dwa spośród licznych typów niedoskonałości pozwalają na uzyskanie efektów kwantowych w temperaturze pokojowej.
Nie można wykluczyć, że podobnymi właściwościami charakteryzują się też inne materiały. Dotychczas bowiem nie zajęto się dokładnym zbadaniem niedoskonałości wielu z nich.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Okazuje się, że nie tylko iPhone zapisuje w osobnym pliku historyczne dane o lokalizacj telefonu. Robi to też system Android. W ubiegłym tygodniu specjaliści poinformowali, że iPhone, w tajemnicy przed użytkownikiem, zapisuje w specjalnym pliku informacje dotyczące lokalizacji telefonu. Plik ten jest też kopiowany na komputer użytkownika i synchronizowany z plikiem w telefonie. Jako, że zapisane są dane geograficzne oraz czas ich rejestracji, ktoś, kto np. ukradnie takich plik, będzie mógł łatwo sprawdzić, gdzie w danym momencie przebywał użytkownik telefonu.
Problem dotyczy systemu operacyjnego iOS4, który trafił na rynek w czerwcu 2010 roku. Oznacza to, że miejsca pobytu niektórych użytkowników można śledzić na 10 miesięcy wstecz.
Apple umożliwiło niemal każdemu - zazdrosnej żonie, prywatnemu detektywowi - kto ma dostęp do komputera lub telefonu, dokładnie sprawdzenie, gdzie osoba ta przebywała w danej chwili - mówił Pete Warden, jeden z odkrywców pliku.
Teraz szwedzcy badacze odkryli, że podobny plik tworzy Android. Jeden z nich, Magnus Eriksson, mówi, że Android zapisuje lokalizacje i numery identyfikacyjne 50 ostatnich masztów nadawczych GSM oraz ostatnich 200 sieci Wi-Fi w zasięgu których się znajdował. Stare dane są na bieżąco nadpisywane, co różni system Google'a od systemu Apple'a czasem ich przechowywania. Ponadto plik Androida jest trudniej dostępny niż plik z iOS-a.
Nie wiadomo, czy dane zbierane przez system trafiają do Google'a czy też nie.
Sprawą zainteresowali się już amerykańscy politycy. Senator Al Franken napisał list do Steve'a Jobsa, zwracając uwagę na niebezpieczeństwa związane z przechowywaniem informacji o położeniu użytkowników.
Specjaliści mówią, co prawda, że plik najprawdopodobniej nie trafia do Apple'a automatycznie, ale jest doń wysyłany, gdy użytkownik wyrazi zgodę na przesyłanie firmie „informacji diagnostycznych". Ponadto wiadomo, że dane z pliku były wielokrotnie wykorzystywane przez policję.
Apple na razie nie udzieliło żadnego komentarza na temat odkrytego pliku i jego roli. Warto jednak zauważyć, że użytkownicy zgadzają się na zbieranie i przetwarzanie takich informacji akceptując licencję uzytkowania iPhone'a.
Jako że podobny plik w systemie Google'a został dopiero znaleziony, także wyszukiwarkowy gigant nie ustosunkował się do informacji o jego istnieniu.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W Pekinie zostanie uruchomiona platforma służąca do śledzenia lokalizacji telefonów komórkowych w czasie rzeczywistym. Ma to pomóc w usprawnieniu ruchu ulicznego w 17-milionowym mieście. W ubiegłym roku w Pekinie miał miejsce 100-kilometrowy korek drogowy, którego rozładowanie zajęło 9 dni. Władze chcą uniknąć w przyszłości tego typu sytuacji, stąd pomysł na monitorowanie obywateli dzięki noszonym przez nich telefonom komórkowym.
Platforma powstanie we współpracy z China Mobile. "Przesyłając obywatelom dynamiczną informację, pozwolimy im na takie planowanie podróży, by nie tworzyły się korki" - mówi Li Guoguang z miejskiej komisji nauki i technologii.
Oczywiście taka platforma może służyć nie tylko do usprawnienia ruchu na ulicach. Pozwoli ona na łatwe śledzenie obywateli i błyskawiczną lokalizację tworzących się zgromadzeń czy demonstracji. Chińskie władze mogą obawiać się, że wcześniej czy później obywatele Państwa Środka ponownie zażądają wolności i zajdzie tam proces, obserwowany obecnie w krajach arabskich.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.