量子物理学提供了一种隐藏无知的方法

学生们可以隐瞒自己的无知,在考试中正确回答问题而不被老师察觉——但这仅限于量子世界。

昆士兰大学的研究人员在实验室中成功验证了量子理论中的一个反直觉观点——即对整体的无知并不一定意味着对部分的无知。

来自ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的UQ物理学家Jacqui Romero博士表示,该团队的发现将在评估量子加密安全性时具有重要意义。

Romero博士说:“同样令人欣慰的是,我们为来自纯概率论的一个陈述提供了一个易于理解的实际解释。”

根据经典直觉,无知可以追溯到某个来源——如果学生对一本书的知识不完整,老师可以设计一个测试来探究学生对书的哪些部分不了解。

UQ博士生兼EQUS实验物理学家Michael Kewming表示,在量子世界中情况并非总是如此。

“当我们交流时,我们使用称为字母的特殊符号,这些符号构成字母表。”

“在我们的研究中,我们做同样的事情,但使用光来创建量子字母表。”

据Kewming先生所说,量子字母表具有奇特的属性。

他说:“假设学生正在参加一个涵盖两个科目的考试,尽管他们没有学习,但一个知识渊博的朋友给了他们一个提示。”

“在经典情况下,这个提示的帮助有限——只能提供一个科目的信息——而老师仍然可以发现学生对哪个科目无知。”

“但是,使用我们的量子字母表编写的提示可以同时包含两个科目的信息,尽管它看起来只涉及一个。”

 

“因此,老师无法确定学生无知的来源,因为提示对学生总是有用的。”

UQ研究团队通过以单光子(构成光的粒子)的形式写入信息,在物理实验中验证了这一点。

Romero博士说:“我们的结果对基于量子的加密安全性具有影响,因为我们展示了经典提示中成立的情况在量子提示中并不成立。”

不幸的是,对于备考的学生来说,量子提示在实验室外暂时还无法使用。