Zastaví tajné služby kvantové kryptovanie?

To, že realitu vytvárame a meníme našou vlastnou mysľou, netvrdia len mágovia a šamani, ale vedia to aj kvantoví fyzici. Chovanie elementárnych častíc a atómov ovplyvňuje prítomnosť pozorovateľa, alebo meracieho zariadenia.

Jeden z najpodivnejších axiómov kvantovej fyziky, že systém sa počas pozorovania nemení, potvrdili vedci z Cornell University. Ide o takzvaný Zenonov efekt, podľa jedného zo štyroch paradoxov antického filozofa Zenona z Eleje. Podľa tejto filozofickej úvahy je letiaci šíp v každom okamžiku v určitom bode, a pretože v bezrozmernom bode a v nulovom čase sa pohybovať nemôže, je teda v pokoji. Keďže celá dráha sa skladá z bezrozmerných bodov, Zenon došiel k záveru, že šíp je nehybný počas celej doby. K mylnému predpokladu dospeli antickí filozofi preto, že nepoznali limity a derivácie, takže zamieňali nekonečne malý časový úsek za nulový.

Zenonov efekt v kvantovej fyzike hovorí o tom, že frekvencia pozorovaní ovplyvňuje pohyb častíc a pri nepretržitom pozorovaní pohyb ustane úplne. Tento jav, nazývaný aj Turingov paradox, potvrdili vedci v laboratóriu ultranízkych teplôt pri Cornellovej univerzite.

Postgraduálni študenti Yogesh Patil a Srivatsan Chakram ochladili plyn z asi miliardy atómov rubídia na teplotu len 0,000000001 stupňa nad absolútnou nulou. Pri takejto teplote sa atómy plynu usporiadajú do kryštalickej mriežky, ale ich tepelný pohyb je prakticky nulový.

Pozorovanie sa uskutočnilo nepriamo pomocou optického mikroskopu. Po ožiarení laserom atómy fluoreskujú a toto žiarenie sa dá v mikroskope pozorovať. Čím častejšie vedci použili laser na meranie správania sa atómov, tým menej pohybu videli. Museli buď zmierniť intenzitu laseru, alebo ho úplne vypnúť, aby sa atómy začali voľne pohybovať.

Objav síce nemá priame dôsledky na konštrukciu kvantových počítačov, ale dokazuje, že kvantová kryptografia by mohla bezpečne odhaliť votrelca, ktorý sa pokúša monitorovať dáta. V kvantových počítačoch by sa zas Zenonov efekt mohol využiť v extrémne citlivých spínačoch, založených na modifikácii pohybu atómov. Výskum bol publikovaný začiatkom októbra 2015 v magazíne Physical Review Letters.