Setkání u bazénu změnilo svět: Průkopníci kvantové kryptografie získali Turingovu cenu za bezpečnou komunikaci

Charles Bennett a Gilles Brassard, dva průkopníci kvantové informatiky, byli oceněni prestižní Turingovou cenou, jedním z nejvyšších vyznamenání v oblasti výpočetní techniky.

Charles Bennett a Gilles Brassard, dva průkopníci kvantové informatiky, byli oceněni prestižní Turingovou cenou, jedním z nejvyšších vyznamenání v oblasti výpočetní techniky. Jejich zásadní práce položila základy pro bezpečnou komunikaci a výpočty a přinesla jim odměnu ve výši 1 milionu dolarů. Jejich dlouholetá a plodná spolupráce začala nečekaně v říjnu 1979 v San Juanu v Portoriku, kde se Brassard, tehdy počítačový vědec bez znalosti kvantové fyziky, setkal s Bennettem u hotelového bazénu.

Bennett tehdy Brassardovi popsal metodu vytváření nezfalšovatelných peněz založenou na kvantové fyzice – myšlenku, kterou před deseti lety rozvinul jeho přítel Stephen Wiesner. Wiesnerův koncept využíval zvláštní vlastnosti kvantového měření: pokus o měření částice ji naruší nepředvídatelným způsobem, čímž vymaže informace o jejím původním stavu. To by ztížilo padělání bankovek, které by obsahovaly částice v různých kvantových stavech kódujících sériové číslo.

Brassard nicméně poukázal na problém s Wiesnerovým schématem: bankovky by sice nešlo padělat, ale bylo by obtížné je používat, protože jejich platnost by mohl ověřit jen ten, kdo je vytvořil. Navrhl kombinovat Wiesnerovu myšlenku s kryptografickými technikami. Během pouhých deseti minut se zrodily klíčové myšlenky jejich prvního společného článku. V roce 1983 pak Bennett a Brassard vyvinuli BB84, schéma kvantové distribuce klíčů, které umožnilo Alici a Bobovi vytvořit sdílený tajný klíč pomocí fotonů, aniž by se museli osobně setkat. Jakýkoli pokus o odposlech by narušil přenos a upozornil je na přítomnost narušitele, přičemž bezpečnost nezávisela na žádných matematických předpokladech.

Jejich práce na kvantové distribuci klíčů se stala jednou z nejslavnějších v oboru, ale zpočátku si jí málokdo všiml. Proto se rozhodli pro experimentální demonstraci, kterou s minimálním rozpočtem a improvizací úspěšně dokončili v říjnu 1989, přesně deset let po jejich prvním setkání. Jejich zařízení prokázalo distribuci kvantového klíče na vzdálenost 30 centimetrů; dnes se tato metoda používá na více než 1 000 kilometrů pomocí satelitních spojení. V roce 1993 pak Bennett, Brassard a další čtyři vědci publikovali další ikonický článek o kvantové teleportaci, která využívá kvantové provázání k přenosu informací mezi částicemi.

Zájem o kvantovou informatiku výrazně vzrostl v roce 1994, kdy matematik Peter Shor vyvinul kvantový algoritmus, který dokázal rychle rozložit velká čísla na prvočísla. Tento objev podtrhl význam kvantových šifrovacích metod, které nevyžadují předpoklady o matematické obtížnosti, a učinil práci Bennetta a Brassarda „nevyhnutelnou“. Od té doby se investice do kvantové informatiky a výzkumu kvantových počítačů prudce zvýšily a objevují se nové souvislosti s fundamentální fyzikou.