Die Quantenphysik bietet eine Möglichkeit, Unwissenheit zu verbergen

Die Quantenphysik bietet eine Möglichkeit, Unwissenheit zu verbergen

Die Schüler können ihre Unwissenheit verbergen und Fragen bei einer Prüfung richtig beantworten, ohne dass die Lehrer ihren Mangel an Wissen feststellen, aber nur in der Quantenwelt. Forscher der University of Queensland haben eine kontraintuitive Idee der Quantentheorie erfolgreich verifiziert: Die Unkenntnis des Ganzen bedeutet nicht unbedingt die Unkenntnis der Teile im Labor.

 

Die UQ-Physikerin Dr. Jacqui Romero vom ARC-Kompetenzzentrum für Quantum Engineering Systems (EQUS) sagte, die Ergebnisse des Teams seien wichtig für die Bewertung der Sicherheit bei der Quantenverschlüsselung. “Was auch wirklich cool ist, ist, dass wir eine zugängliche, reale Interpretation einer Aussage liefern, die aus der reinen Wahrscheinlichkeitstheorie stammt”, sagte Dr. Romero. Nach der klassischen Intuition kann Unwissenheit auf eine Quelle zurückgeführt werden: Wenn das Wissen eines Schülers über ein Buch unvollständig ist, kann ein Lehrer einen Test entwerfen, um zu untersuchen, welche Teile des Buches dem Schüler unbekannt sind. Der UQ-Doktorand und EQUS-Experimentalphysiker Michael Kewming sagte, dies sei in der Quantenwelt nicht immer der Fall. “Unsere Ergebnisse bestätigen, dass die Quelle der Unwissenheit des Schülers mithilfe von Quantensystemen vor dem Lehrer verborgen werden kann”, sagte Kewming. „Wenn wir kommunizieren, verwenden wir spezielle Symbole, die als Buchstaben bezeichnet werden und ein Alphabet bilden.“ In unserer Studie machen wir dasselbe, aber wir verwenden Licht, um ein Quantenalphabet zu erstellen. „Laut Kewming haben Quantenalphabete seltsame Eigenschaften.“ Sagen wir das Der Student macht eine Prüfung, die zwei Themen abdeckt, und obwohl er nicht studiert hat, hat ihm ein erfahrener Freund einen einzigen Hinweis gegeben “, sagte er.” In der klassischen Situation kann dieser Vorschlag nur nützlich sein und Informationen zu einem einzigen Thema liefern. und der Lehrer kann immer noch herausfinden, welches Thema der Schüler ignoriert. Ein mit unserem Quantenalphabet geschriebener Hinweis könnte jedoch gleichzeitig Informationen zu beiden Themen enthalten, auch wenn es sich nur um einen handelt. “Infolgedessen kann der Lehrer die Quelle der Unwissenheit des Schülers nicht bestimmen, da der Hinweis für den Schüler immer hilfreich ist.” Das UQ-Forschungsteam konnte dies in einem physikalischen Experiment überprüfen, indem es Informationen in Form einzelner Photonen, der Teilchen, aus denen Licht besteht, schrieb. “Unser Ergebnis hat Auswirkungen auf die Sicherheit der Quantenverschlüsselung, da wir gezeigt haben, dass das, was für klassische Vorschläge gilt, nicht für Quantenvorschläge gilt”, sagte Dr. Romero. Unglücklicherweise für Studenten, die sich auf Prüfungen vorbereiten, werden Quantenvorschläge bald nicht mehr außerhalb des Labors verfügbar sein.