Новый способ защищенной связи: физики создали квантовые голограммы с исчезающими сообщениями

Фото: New Scientist

Физики Эксетерского университета, Великобритания, создали новый способ передачи информации. Квантовое исчезновение может позволить встраивать защищенные сообщения в голограммы и выборочно стирать их даже после отправки, пишет New Scientist.

Квантовые световые сигналы по своей сути являются защищенными носителями информации, поскольку перехват их сообщений разрушает хрупкие квантовые состояния, которые их кодируют. Чтобы воспользоваться этим без необходимости использования громоздких устройств, физики использовали метаповерхность, двумерный материал, разработанный с особыми свойствами, для создания квантовых голограмм.

Голограммы кодируют сложную информацию, которую можно восстановить при освещении. Например, двухмерная голографическая бумажная карта показывает трехмерные изображения, когда на нее под прямым углом падает свет. Чтобы создать квантовую голограмму, ученые закодировали информацию в квантовое состояние частицы света или фотона.

Исследователи использовали лазер, чтобы заставить специальный кристалл выпускать два фотона, которые были неразрывно связаны квантовой запутанностью. Фотоны двигались разными путями, и только один из них встречался с метаповерхностью по пути.

Тысячи крошечных компонентов на метаповерхности изменяли квантовое состояние фотона заранее запрограммированным образом, кодируя в нем голографическое изображение. Фотон-партнер сталкивался с поляризованным фильтром, который контролировал, какие части голограммы были видимы, а какие исчезли.

Состояние первого фотона было суперпозицией голограмм, поэтому оно одновременно содержало множество возможных вариаций сообщения. Поскольку фотоны были квантово запутаны, поляризация второго фотона влияла на изображение, которое другой создавал при попадании в камеру.

Например, тестовая голограмма содержала буквы H, D, V и A, но добавление фильтра для горизонтально поляризованного света стерло букву H с конечного изображения.

По словам физиков, метаповерхность можно использовать для кодирования более сложной информации в фотоны, например, как часть протокола квантовой криптографии. Квантовые голограммы также можно использовать для визуализации крошечных биологических структур в медицине, считают ученые.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform