Prof. Artur Ekert: Nie jestem przekonany, że potrzebujemy komputera kwantowego

„Wcale nie jestem przekonany, że my musimy zrobić ten komputer kwantowy, ale podoba mi się fakt, że to będzie najbardziej skomplikowany kwantowy eksperyment, jaki kiedykolwiek ludzkość zrobiła” – mówi RMF FM prof. Artur Ekert, komentując tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Wyróżniono badania w dziedzinie mechaniki kwantowej, które dały podstawy tworzenia kryptografii kwantowej, czy budowy właśnie komputerów kwantowych. Ekert jako współtwórca kryptografii kwantowej sam jest wymieniany wśród kandydatów do Nobla. W rozmowie z Grzegorzem Jasińskim podkreśla, jak bardzo cieszy go nagroda dla pionierów badań, które sam prowadzi. Z dwoma z laureatów dobrze się zna i przyjaźni.

Królewska Szwedzka Akademia Nauk wyróżniła w tym roku w dziedzinie fizyki Alaina Aspecta z Francji, Johna Clausera z USA i Antona Zeilingera z Austrii. Nagrodę Nobla przyznano im za prace, w których wykazali, że można badać i kontrolować cząstki w tzw. splątanych stanach kwantowych, gdy stan jednej z tych cząstek, np. fotonów, determinuje stan drugiej, nawet jeśli znajdują się tak daleko od siebie, że nie zdąży się między nimi przenieść żadna informacja. To jedno z najbardziej tajemniczych zjawisk, które fizycy potrafią badać i w coraz większym stopniu wykorzystywać.

Prof. Artur Ekert, absolwent Uniwersytetu Jagiellońskiego, pracuje na Wydziale Matematyki Uniwersytetu Oksfordzkiego oraz na Narodowym Uniwersytecie Singapuru. Jest jednym z pionierów kwantowej kryptografii.

Grzegorz Jasiński: Tej rozmowy nie mogę zacząć inaczej niż od pytania o emocje, bo oczywiście nazwisko Artur Ekert było wymieniane wśród kandydatów do Nagrody Nobla i było wymieniane za kryptografię kwantową. To temat niezwykle bliski temu, który został wyróżniony, ale jakby to jest następny krok. Ci, którzy otrzymali nagrodę, byli tutaj wcześniejsi. Jakie są więc te emocje związane z tą nagrodą. Radość, że to ta dziedzina, czy jednak takie ukłucie... że nie dla siebie?

Prof. Artur Ekert: Nie. Zupełnie szczerze. Radość. Radość ze względu na to, że to ta dziedzina, ale również dlatego że Alain Aspect i Anton Zeilinger, John Clauser też, ale przede wszystkim Alain i Anton to są ludzie mi bliscy, w jakimś sensie byli moimi mentorami. Ja z nimi pracowałem. Więc ja się cieszę. Oni czekali na tę nagrodę dosyć długo, ale w końcu doczekali. Więc to jest tak, że jak się żyje odpowiednio długo, to może się doczeka.

To trzymamy kciuki. Nie przestajemy trzymać kciuków. Porozmawiajmy o tym. Uważa się pana za współtwórcę kryptografii kwantowej. Podkreśla się, że właśnie kryptografia kwantowa to sposób wykorzystania badań, które wyróżniono Nagrodą Nobla. Proszę więc powiedzieć, jak ci właśnie mentorzy, przyjaciele, przyczynili się do pana osobistych badań.

Ja po raz pierwszy miałem okazję mówić o swoich pomysłach związanych z kryptografii kwantową i wykorzystaniem nierówności Bella do badania tego, czy jakiś kanał informacyjny jest podsłuchiwany czy nie jest podsłuchiwany, na konferencji w której uczestniczył Alain Aspect. On był już oczywiście znany we Francji, ale również na świecie, w związku ze swoim wspaniałym eksperymentem, za który teraz otrzymał Nagrodę Nobla. I on był takim troszeczkę postrachem wśród studentów. A ja byłem wtedy studentem, doktorantem. Alain ma zawsze taki duży wąs i wszyscy się bali tego wąsa. On z takim poważnym wzrokiem zawsze zadawał bardzo trudne pytania. To było tuż przed moim doktoratem. I tak się również składało że jeden z moich egzaminatorów był na tej konferencji, niejaki Rodney Laughton. I Alain zadał wszystkie możliwe pytania tak, że Rodney podszedł do mnie i powiedział: "wiesz co, ja wiem że my mamy ten egzamin doktorski, ale już Alain zadał ci wszystkie pytania tak, że ja chyba nie będę miał nic więcej do powiedzenia". I jakoś tak rzeczywiście było, że później w czasie tego egzaminu Rodney zrezygnował z pytań i ten egzamin potoczył się w ogóle w inną stronę. No ale wracając do Alaina...

Rozumiem, że Alain Aspect doczekał się odpowiedzi na te pytania.

Oczywiście tak, doczekał się odpowiedzi na te pytania, ale również okazało się, że to był początek wspaniałej przyjaźni. Dlatego, że to jest wspaniały człowiek, on jest wielkim wielbicielem wina, To taki fajny gawędziarz, fajnie się z nim siedzi, rozmawia o życiu i o wszystkim, nie tylko o fizyce, ale często o fizyce również rozmawiamy. Więc myśmy później spotykali się przy różnych okazjach i jakoś nam było dobrze rozmawiać. Nie pracowaliśmy razem, nie pracowałem z nim nad jakimś konkretnym projektem, ale jego zawsze interesowały te zastosowania nierówności Bella, jak to w ogóle może pracować w jakimś innym kontekście, nie tylko fundamentalnych podstaw fizyki ale np. w kryptografii. On mi bardzo pomógł, dlatego że jakoś chyba wtedy on na własnej skórze odczuł, że niełatwo czasem wejść w coś nowego, takiego co trochę gdzieś tam graniczy z filozofią, trochę z jakimiś takimi dziwnymi zagadnieniami podstaw mechaniki kwantowej. I trzeba przyznać, że wielu fizyków patrzyło trochę tak na to, ja wiem, że to nie jest taki główny nurt fizyki, że to są trochę jakieś takie pobocza fizyki. Że to jest coś, co można robić jak już się ma jakąś ustaloną pozycję. A ludzie powinni się zająć czymś bardziej konkretnym. Alain pewnie sam będzie opowiadał tę historię, nie raz, nie dwa, nie trzy, jak już dostał tego Nobla. On rzeczywiście był trochę tak poza establishmentem francuskim. Nie był częścią tych, którzy dostawali Noble za świetne prace na temat fizyki atomowej itd. Więc on sam chyba na własnej skórze doświadczył jak trudno jest czasem, gdy człowiek chce coś nowego powiedzieć. To nie zawsze jest łatwo. Więc jakoś miał chyba sympatię dla mnie, bo mnie też nie było łatwo. I muszę przyznać, że mi bardzo pomógł. Więc jeśli chodzi o Alaina to ja się szalenie cieszę. Nie tak dawno, niecały miesiąc temu było sympozjum organizowane przez Fundację Noblowską w Malmoe w Szwecji, gdzie był Anton i był Alain i było wielu innych ludzi. I fajnie znowu było go zobaczyć. Ten Nobel to wisiał w powietrzu. Alain tak czekał na tego Nobla. Anton też chyba miał nieprzespane noce każdego roku w ciągu ostatnich lat. Bo on chyba jeszcze bardziej czekał na tego Nobla. I fajnie, że go dostali. Więc ja się cieszę. Anton też mi jest bliski dlatego, że z nim pracowałem, kilka prac żeśmy razem napisali. Będąc jeszcze studentem w Oxfordzie zostałem visiting professor, czyli wizytującym profesorem w Innsbrucku a on wtedy był w Innsbrucku. Więc to było fajne i śmieszne, bo z jednej strony jeszcze student, a z drugiej strony po raz pierwszy ktoś mnie nazywał profesorem. Chociaż to chyba było o tyle szokujące dla administracji Antona, że jak się pojawiłem w dżinsach w jakiejś takiej kurtce skórzanej to jego sekretarka o mało zawału serca nie dostała na mój widok, bo nie mogła uwierzyć, że ja jestem tym profesorem z Oxfordu. Anton to jest taki filozofujący fajny duży misiek z brodą, który lubi gadać o wszystkim i o niczym. I nam się też dobrze gadało o wszystkim i o niczym. I ofizyce też. I też mu chyba dużo zawdzięczam. Nie tylko dlatego, że mnie zrobił profesorem jak byłem jeszcze studentem ale jakoś tak nie wiem, podobnie jak z Alainem jego osobowość i jego życie to więcej niż fizyka. To trzeba powiedzieć. Alain jest tym koneserem wina, z którym się spędza wspaniałe wieczory, lubi sztuczki magiczne. Od czasu kiedy przeszedł na emeryturę, postanowił, że się musi czymś zająć i zaczął zabawiać nas wszystkich na konferencjach różnymi takimi sztuczkami, na przykład z kartami. Stał się takim lokalnym magikiem. Bardzo fajnie mu to wychodzi. Zaś Anton to duża pasja do muzyki klasycznej, duża pasja do historii, do filozofii. To są ciekawi ludzie. Clausera nie znam, nie wiem czy go w ogóle spotkałem. Natomiast Antona i Alaina tak. I bardzo się cieszę. To długa odpowiedź na twoje pytanie. Ale przede wszystkim radość, bo to są fajni ludzie i dużo im zawdzięczam. I super, że dostali tego Nobla.

Można powiedzieć, że obaj są specjalistami od sztuk magicznych. No bo nie mogę nie zapytać człowieka, który się na tym zna i to rozumie, co to tak naprawdę jest ten efekt splątania kwantowego. Jak my wszyscy, którzy próbujemy to tłumaczyć jako dziennikarze, mamy to rozumieć? Co to tak naprawdę jest? I gdzie był ten moment w którym pytanie - które jak czytamy pojawiło się już u samych twórców mechaniki kwantowej - doczekało się odpowiedzi?

Rzeczywiście nie jest łatwo chyba wytłumaczyć w jakiś taki prosty, obrazowy sposób, co to jest to splątanie kwantowe. Historycznie pojawiło się chyba po raz pierwszy w pracy Schrödingera który jakoś zrozumiał, że jeśli zacznie się opisywać formalizmem matematycznym mechaniki kwantowej obiekty które składają się z np. dwóch cząstek a nie jednej, albo jakiś układ złożony, to jest jakiś taki dziwny efekt, że to jest jakby jeden obiekt, mimo że jego części, jego komponenty mogą być w różnych miejscach. Jeśli się patrzy na to jako na dwie cząstki, to one zachowują się w taki sposób jakby jedna duża wiedziała o drugiej, cały czas. Bo ilekroć dokonujemy jakiś pomiarów na jednej, to podobne pomiary na drugiej dają nam korelacje. Korelacje same w sobie nie są niczym dziwnym. Obserwujemy cały czas, że jakieś obiekty mogą być skorelowane, mogą być podobne, ale te korelacje są dziwne i znacznie silniejsze, niż to wszystko co widzimy w fizyce klasycznej. To nie jest dobra odpowiedź na twoje pytanie...

Nie powiem, że ona ułatwia zadanie. Ale pokazuje: proszę zobaczcie sami, to nie jest takie proste powiedzieć, o co tutaj chodzi. Ale skoro już o tych korelacjach mowa, to tymi korelacjami, jak rozumiem, miała się zajmować ta nierówność Bella. Miała jakoś określić poziom tych korelacji...

Tutaj historia była trochę zawiła, chociaż ja muszę od razu podkreślić, że nie jestem specjalistą w historii fizyki, ale to zaczęło się od tego, że jeszcze zanim ktoś nazwał cokolwiek splątaniem kwantowym, to Einstein wchodzi na scenę. Ten starszy Einstein, już po teorii względności, który osiadł w Princeton, Einstein który tak patrzył na tych młodych, Schrödingerów, Heisenbergów i innych i uważał że cały czas ta nowa dziedzina, ten sposób opisu rzeczywistości, ta mechanika kwantowa to jest trochę taka ściema. Że to jest tylko tak naprawdę przybliżeniem, za którym musi stać jakiś dosyć precyzyjny opis rzeczywistości, który nie jest przypadkowy tylko mówi nam, jak naprawdę rzeczy się mają. No i Einstein tak knuł na wszystkie możliwe sposoby i pokazywał, że jeśli się weźmie poważnie formalizm mechaniki kwantowej, to z tego wychodzą różne dziwne rzeczy, interpretacyjnie trudne do zrozumienia. I w roku 1935 bodajże napisał z dwoma swoimi kolegami, Podolskim i Rosenem taką pracę, w której pokazywał, że są pewne korelacje. Do tej pory te korelacje, o których mówimy w nierównościach Bella, czasem się nazywają EPR (od Alberta Einsteina, Borysa Podolskiego i Nathana Rosena). On pokazał, że jeśli się przyjmie rzeczywiście istnienie takich obiektów splątanych, a mechanika mówi że są takie obiekty splątane, to wtedy się pojawia mnóstwo różnych dziwnych problemów interpretacyjnych. Na przykład, jeśli się założy, że oczywiście obiekty nie mogą od razu wiedzieć o sobie, że nie można informacji przesyłać natychmiast z jednego miejsca do drugiego, to mamy do czynienia z sytuacją, że czasem nie możemy opisać rzeczywistości tak jak to robimy w mechanice klasycznej. Czyli na przykład mówimy, że prędkość to jest 60 kilometrów na godzinę i potrafimy nadać pewnej wielkości fizycznej własność numeryczną. U Einsteina to wychodziło w ten sposób, że są sytuacje, w których po prostu tym wielkościom nie można nadać wartości liczbowych, one jakby nie istnieją, nie ma to sensu. To było dziwne, bo to w jakiś sposób stwarzało problem zrozumienia co to oznacza, że coś istnieje. Einstein to zdefiniował. Ta praca Einsteina z 1935 roku była dość teoretyczna. I 30 lat później, w latach 60-tych pojawia się John Bell, który mówi, że pomysł Einsteina to tak naprawdę można zweryfikować. Pojawia się ta jego hipoteza o tym że istnieją ukryte zmienne, a ta dziwność mechaniki kwantowej może być weryfikowalna, falsyfikowalna w eksperymencie. Można skonstruować eksperyment który to odrzuci. I on zapostulował te nierówności Bella jako takie pewne kryterium eksperymentalne, pokazujące że jeśli te nierówności Bella są łamane, to w tym momencie mamy do czynienia z pewnym dziwnym zachowaniem, które w tej chwili opisuje mechanika kwantowa. Natomiast jeśli nie są łamane, to wszystko jest w porządku. W tym momencie oznacza to, że gdzieś tam naprawdę istnieje jakiś lepszy opis rzeczywistości, precyzyjny opis, którego mechanika kwantowa nie sięga. Później nic się nie działo przez jakiś okres czasu, bo Bell to tak naprawdę miał się zajmować projektowaniem akceleratorów w CERN, a nie zajmować się jakąś tam filozofią fizyki. Za temu płacili. Po godzinach robił takie prace bardziej fundamentalne. I okazuje się że teraz właśnie z tego jest znany.

Dokładnie tak.

Mało kto pamięta jego wkład w fizykę akceleratorów. No i byli ludzie później, którzy jakoś tak zaintrygowali się tym wszystkim. John Clauser był jednym z tych pierwszych, którzy zaczęli myśleć jak to zrobić. Ale takim eksperymentem który rzeczywiście chyba przekonał środowisko, który zaistniał w świadomości ludzi pracujących w fizyce, to było kilka doświadczeń, które Alain Aspect zrobił w Orsay pod Paryżem. I to jakby przekonało wszystkich, że rzeczywiście chyba Einstein nie miał racji mówiąc o tym, że jest jakiś tam bardziej dokładny opis tej rzeczywistości, który nie musi bazować na prawdopodobieństwie tylko jest bardziej dokładny. O tym się mówi jako o teorii ukrytych zmiennych. Tutaj zaczynają się oczywiście takie trochę filozoficzne schody i niuanse dlatego, że to nie oznacza do końca, że złamanie nierówności Bella pokazuje, że nie można mieć takiego deterministycznego opisu rzeczywistości. Jest tam dużo różnych założeń i z czasem powstało dużo różnych pięknych eksperymentów pokazujących łamanie tych nierówności Bella, które zamykały kolejne problemy. Zawsze pojawiały się tam luki (loopholes). Na przykład był tam problem, bo te detektory nie były oddalone od siebie tak jak trzeba, albo był tam problem, bo detektory nie były odpowiednio czułe. I to jakoś w końcu zostało pozamykane. No i w tym wszystkim gdzieś pod koniec już pojawia się może kryptografia kwantowa jako ciekawa rzecz. Ja już abstrahuję od tego, że oczywiście byłem jakoś zainspirowany, czytałem tę pracę doktorską Aspecta będąc w Oksfordzie. To była taka ciekawa kompilacja jego artykułów i treści po francusku. Ja akurat francuskiego nie znam, ale mogłem się tam między wierszami domyślać o co chodzi, a artykuły były już po angielsku. Byłem pod wrażeniem tego wszystkiego, co zrobił.

Czy można w tym momencie powiedzieć, że oni jakoś tak doświadczalnie obronili mechanikę kwantową?

Tak można powiedzieć, przynajmniej w takiej formie jaką my znamy teraz. Nie jest powiedziane, że jest to teoria ostateczna, na pewno w jakiś tam sposób będzie ewoluować. Mam nadzieję. Jest mało prawdopodobne, że to jest koniec naszej drogi poznawczej jeśli chodzi o opis rzeczywistości. Natomiast tak, masz rację, to było chyba jakieś odrzucenie pewnego innego, alternatywnego opisu, którego Einstein by chciał. Który to byłby taki piękny, deterministyczny. Że nie jesteśmy w sytuacji, kiedy mówimy, że to się tak wydarzy może na 30 procent. I to jest to co może powiedzieć fizyka kwantowa obecnie. Tylko chciałbyś powiedzieć, że to się wydarzy, albo to się nie wydarzy.

W kryptografii kwantowej niestety - jak rozumiem - nie można sobie pozwolić na taką dowolność. Pewne rzeczy się muszą wydarzyć.

Oczywiście wciąż bazujemy w dużym stopniu na prawdopodobieństwie. W pewnym sensie jednak tak, to znaczy że coś się musi wydarzyć. Jeśli dwie osoby chcą mieć jakiś sekret, albo komunikować się w sposób bezpieczny, to rzeczywiście to bezpieczeństwo musi być udowodnione. I to nie w taki sposób, że może coś jest bezpieczne, a może nie. Ale i tutaj operujemy pojęciami prawdopodobieństwa. Mówimy, że coś jest bezpieczne z jakimś tam prawdopodobieństwem. Bo zawsze to prawdopodobieństwo jakieś jest. Jeśli jest jakiś szalenie długi ciąg, to jest szalenie małe prawdopodobieństwo, że ktoś może zgadnąć ten ciąg, ot tak sobie, ale te pojęcia są tak małe, że one nie grają w praktyce roli.

I to jest ten moment, jak rozumiem koniec lat osiemdziesiątych, początek lat dziewięćdziesiątych, kiedy się zainteresowałeś sprawą i kiedy wspólnie z innymi autorami napisałeś pierwszy artykuł, który ciągle wspominamy. To był ten moment?

Jeśli chodzi o samą kryptografię kwantową to są dwie alternatywne drogi, które zaistniały. Chronologicznie pomysł by używać efektów kwantowych do chronienia informacji sięga prac Stephena Wiesnera, któremu się zmarło rok temu, a później dwóch moich kolegów Charlie Bennetta i Gillesa Brassarda. Oni w połowie lat 80-tych mieli taki pomysł, by to robić, ale nie używając splątania kwantowego tylko zasady nieoznaczoności Heisenberga. To miało inny charakter, ale nie było znane. Ten ich pomysł pojawił się w jakichś materiałach szkoły, która odbyła się gdzieś w Indiach, chyba w Bangalore. To nie było jeszcze w dobie internetu. W związku z tym nikt o tym nie wiedział tak naprawdę z wyjątkiem kilku ich kolegów.

Ta wiadomość była więc niemal ściśle utajniona.

W pewnym sensie tak, jakaś naturalnie była utajniona. Drugie podejście, zupełnie niezależne, to było moje podejście. Ja zainspirowałem się czytając ten oryginalny artykuł Einsteina z 1925 roku, w którym on stara się zdefiniować element rzeczywistości. Mówi tam coś takiego, że element rzeczywistości to jest coś takiego, o czym można się dowiedzieć, jaka jest jego wartość - na przykład wartość pędu, wartość prędkości, wartość położenia - nie zaburzając tej wartości. I później pokazuje, że z tym elementem rzeczywistości są problemy. Ja jakoś byłem pod wrażeniem i pomyślałem sobie, że to jest dokładnie definicja podsłuchów w tej kryptografii. Jeśli mamy taki element rzeczywistości, po angielsku "element of reality" to można w tym momencie podsłuchać. A jeśli nie mamy, to nie można podsłuchać. I gdy nierówności Bella były łamane to w tym momencie wiemy, że nie mamy tego elementu rzeczywistości i w tym momencie nie ma podsłuchu. Taki był pomysł. Ja od tego zacząłem i w roku 1991 to opublikowałem. I może to było trochę inaczej, dlatego że ta moja praca rzeczywiście zaistniała. Ona została opublikowana w "Physical Review Letters", dosyć popularnym czasopiśmie w fizyce i jakoś ludzie zaczęli o tym mówić. Więc to było podejście z innej strony. Ale muszę przyznać, że chronologicznie - chociaż ja o tym nie wiedziałem, ale trzeba powiedzieć - chronologicznie Charlie i Gilles myśleli o tym wcześniej. I później jakoś to się okazało, że ten mój pomysł może rzeczywiście ma pewne ciekawe konsekwencje. On prowadzi do tak zwanej pewnej kryptografii, którą się teraz wszyscy fascynują. To jest taka kryptografia, która się nazywa po angielsku "Device Independent Crypto". To jest kryptografia niezależna od urządzeń. Wyobraź sobie, że kupujesz urządzenie od kogoś komu nie ufasz a mimo wszystko możesz te urządzenia używać do komunikacji tajnej, bo one same się testują w czasie tego protokołu. Ja tego jakoś nie zauważyłem, ale później koledzy pokazali, że dokładnie ten protokół, który zaproponowałem, ma te własności. Więc byłem zadowolony i dumny. Ale oczywiście pokazuje to, że czasem twoje pomysły są mądrzejsze od ciebie samego. Ty tego nie widzisz, a ten pomysł zaczyna żyć swoim życiem. Więc to było też ciekawe. No i teraz to jest fajne, że te ostatnie eksperymenty, takie bardzo wyśrubowane dotyczące łamania nierówności Bella, nie były już dyktowane motywacją szukania czy mechanika kwantowa działa czy nie działa, dlatego że wszyscy byli przekonani że działa, że szukanie tych wszystkich luk, zamykanie tych luk dla przekonania ludzi, czy dobre są teorie kwantowe, nie ma sensu dlatego, że wszyscy w to wierzą. Wszyscy wierzą, że natura nie może nas oszukiwać w taki sposób, że wykorzystuje te wszystkie luki i rzeczywiście jest dla nas nieprzyjemna. Ta przyroda i te wszystkie prawa fizyki. Więc takie założenie, że natura jest złośliwa i nas stara się oszukać, że musimy sprawdzać te wszystkie luki, żeby powiedzieć że mechanika kwantowa jest poprawna, to nie miałoby w związku z tym sensu. Ale jak się teraz pomyśli, że te nierówności Bella są używane również do tego czy coś jest podsłuchiwane czy nie, to w tym momencie naszym przeciwnikiem nie jest przyroda, nie jest natura, tylko naszym przeciwnikiem jest rzeczywisty przeciwnik, który stara się coś podsłuchać. I w tym momencie on może wykorzystywać różnego rodzaju luki. Więc motywacją do zrobienia najlepszych eksperymentów, które łamałyby nierówności Bella nie była już podstawowa fizyka. To były aplikacje w kryptografii. Z tego jestem dumny, bo to oznacza że rzeczywiście ta kryptografia zaczęła motywować ludzi, żeby pokazać przy okazji, że można zamknąć te wszystkie luki i zrobić eksperyment który jest rzeczywiście taki całkiem pewny.

To jest taki moment, zawsze Nagroda Nobla dla laików to jest taki moment, kiedy pojawia się pytanie do czego te prace, te odkrycia, się przydadzą, albo już przydały. No i można powiedzieć, że właśnie kryptografia kwantowa jest czymś, do czego się przydała. Wszyscy to właśnie dzisiaj cytują.

Fizycy to oczywiście lubią mówić, że kryptografia kwantowa to jest rewolucja w kryptografii. Kryptografowie patrzą na to trochę sceptycznie, może dlatego, że większość tradycyjnych, konwencjonalnych kryptografów to niewiele wie na temat mechaniki kwantowej. Ale też prawda jest taka, że to jest jeszcze naprawdę otwarta karta w kryptografii. Wiadomo że jest to duża okazja, żeby robić pewne rzeczy, ja jestem optymistycznie nastawiony, wydaje mi się, że te efekty kwantowe będą ważne w przyszłości w kryptografii, ale na chwilę obecną trudno powiedzieć jeszcze jak ważne, do jakiego stopnia będziemy wykorzystywać je w kryptografii. Większość problemów kryptograficznych które mamy, takie codzienne i rzeczywiste, nie wymagają technologii kwantowych. No ale jeśli się myśli o takiej kryptografii, która jest naprawdę gdzieś tam na obrzeżach naszych możliwości, takiej która wymaga bezwzględnego wręcz utajniania informacji, no to pewnie wprowadzi takie elementy kwantowe. Ale tutaj trzeba powiedzieć że większość praktykujących kryptografów jest jeszcze trochę sceptyczna, do jakiego stopnia te kwantowe elementy wprowadzą zmiany do kryptografii. Ale to zawsze będzie tak, dopóki te zmiany nie zaistnieją i się okaże w tym momencie, że rzeczywiście jest to absolutnie super ważne, żebyśmy używali czegoś takiego np. do generacji liczb losowych czy też choćby do weryfikacji podsłuchu.

Mówi się też przy okazji tej nagrody, że ich prace otworzyły drogę do budowy komputerów kwantowych, które ciągle jeszcze są jednak przyszłością. Pewne sukcesy są, ale jeszcze ograniczone. Czy ta nagroda, przyznana akurat w tym roku może być też traktowana jako pewnego rodzaju podkreślenie, że oto przeszliśmy już do pewnego momentu, w którym te zastosowania, to wszystko co idzie za ich pracami, zaczyna przynosić efekty? To jest jakieś takie potwierdzenie, czy akurat twoim zdaniem nie?

Moim zdaniem należy być ostrożnym z tym, dlatego że to jest nagroda która bardziej patrzy wstecz. Te ich osiągnięcia to jest sekwencja pięknych eksperymentów który doprowadziły nas do tego gdzie jesteśmy obecnie z technologią kwantową. I ta technologia kwantowa pozwala rzeczywiście konstruować systemy kryptograficzne, kwantową kryptografię, ale do komputerów kwantowych to jeszcze naprawdę daleko. Ja bym powiedział że to co zrobili Aspect, Zeilinger i Clauser to z punktu widzenia tego co jest potrzebne do zbudowania komputera kwantowego jest relatywnie proste i łatwe. Jakkolwiek to dziwnie brzmi w odniesieniu do eksperymentów ze splątanymi kwantowo fotonami, gdyby tylko to było potrzebne do stworzenia komputera kwantowego, to rzeczywiście bylibyśmy blisko, a blisko nie jesteśmy. Dlatego że to nie jest splątanie dwóch fotonów, na podstawie których można badać nierówności Bella, ale to jest splątanie dużej liczby różnego rodzaju komponentów. W zależności od tego, co tam będziemy używać w tym komputerze kwantowym to jest powiedzmy splątanie ze stu albo i więcej różnego rodzaju jonów w pułapce, które trzeba kontrolować. I to jest już zupełnie inny poziom. Mówimy w tym momencie o niesamowitej kontroli nad splątaniem kwantowym, które wymaga kontroli dużej liczby różnych podzespołów. I to nie jest łatwe. Nad tym ludzie pracują oczywiście. Ale to jest jeszcze długa droga. A więc te wszystkie takie doniesienia, czasem prasowe, gdzie pewnie twoi koledzy po fachu są szalenie tym podekscytowani, ja to rozumiem, ale bardzo często chyba prasa i media nie mają umiaru wspominając, że już jest ten komputer kwantowy, że to się robi, że jest Google, że siamto, że owanto. Są oczywiście pewne elementy, dobrze jest trochę może czasem być optymistą, ale droga jest daleka dlatego, że my naprawdę w tej chwili nie jesteśmy w stanie kontrolować więcej niż ileś tam tych qubitów. I nie jesteśmy nawet w stanie w jakikolwiek sposób stworzyć układu który by robił nawet poprawę kwantowych błędów. Ale to przyjdzie, to na pewno przyjdzie. Moje osobiste zdanie jest takie, że to są świetne eksperymenty, które prowadzą do budowy komputera kwantowego. Kiedy my ten komputer kwantowy zbudujemy, trudno powiedzieć. Wydaje mi się, że jakbym był przyparty do muru przez ciebie i miał odpowiedzieć...

Przypieram do muru...

No tak wiedziałem, że tak zrobisz. Więc myślę, że nie wcześniej niż za pięć lat, nie później niż za 50 lat. Może taką dam odpowiedź. I to będzie wymagać naprawdę dużego postępu, za który na pewno - jeśli pójdziemy w tym kierunku, jeśli nam się uda - to będą kolejne przykłady tego, żeby jakieś tam nagrody Nobla się na pewno pojawiły. Natomiast jeśli chodzi o sam cel, to ja osobiście wcale nie jestem przekonany, że my musimy zrobić ten komputer kwantowy. Mnie się podoba to, że budowa komputera kwantowego to jest tak szalenie skomplikowane przedsięwzięcie w fizyce kwantowej, że jak się popatrzy na to z punktu widzenia fizyka, to to będzie najbardziej skomplikowany kwantowy eksperyment, jaki kiedykolwiek ludzkość zrobiła. Jeden z najbardziej skomplikowanych eksperymentów jakie kiedykolwiek zrobiono do tej pory. I wracając do tego, co mówiliśmy wcześniej, czy mechanika kwantowa jest jakby już ostatnią odpowiedzią, czy będzie jeszcze jakaś głębsza teoria, więc wydaje mi się, że idealnym rozwiązaniem byłoby stworzenie, zaprojektowanie eksperymentu, w którym zauważylibyśmy jakieś odstępstwa od przewidywań mechaniki kwantowej. Do tej pory nam się to nie udało. To byłoby fantastyczne, gdybyśmy potrafili zrobić eksperyment, w którym okazuje się, że jest rozbieżność między teoretycznymi przewidywaniami mechaniki kwantowej i eksperymentem. To byłby punkt zaczepienia do tego, żeby pójść w jakimś kierunku i zacząć coś robić, konstruować jakąś nową teorię. Tego do tej pory nie mamy i wydaje mi się, jak ja na to patrzę, że budowa komputera kwantowego to jest stworzenie tego fantastycznego eksperymentu, gdzie coś może rzeczywiście pójść w inną stronę. I jeśli mamy jakąkolwiek szansę w przyszłości, żeby dokonać jakiejś falsyfikacji mechaniki kwantowej, to właśnie będzie prawdopodobnie coś takiego jak budowa komputera kwantowego. Będzie to najbardziej skomplikowany kwantowy eksperyment. I w tym eksperymencie bardziej niż w jakimkolwiek innym eksperymencie może się coś ciekawego wydarzyć. Tak, że ja bym był przygotowany na niespodzianki.