Twee onderzoekers van de University of Cambridge Computer Laboratory, Ross Anderson (hoogleraar Security Engineering) en Robert Brady (industrial research fellow), zaaien twijfel over de aanname dat quantumcryptografie beschouwd kan worden als ‘waarschijnlijk veilig’. Ze vragen zich af of de hedendaagse experimenten inzake quantum computers niet eerder klassiek natuurkundige verschijnselen demonstreren dan de verwachte quantum effecten.
Ze hebben hun verhaal gepubliceerd op Arxiv, hier. In deze paper onderzoeken ze twee kernvragen in het quantumonderzoek. Ze bekijken uiteraard de cryptografie kwestie, maar onderzoeken ook waar het onderzoek naar quantum computers ‘is finding it hard to scale beyond three qubits’, zoals Anderson zegt. Ze schrijven dat ‘Despite the investment of tremendous funding resources worldwide, we don’t have working testbeds; we’re still stuck at factoring 15 using a three-qubit algorithm’.
De paper stelt dat de huidige experimenten niet bewezen hebben dat het ‘local realism’ (het klassieke gedrag zonder de, zoals de paper het noemt, ‘spooky action at a distance’, waar Einstein zich zo druk over maakte) niet meer geldig zou zijn. De wetenschappers vragen zich af of het golfdeeltjes-dualisme eigenlijk niet verklaard moet worden met klassieke natuurkundige theorieën. Ze betogen dat er quantumverstrengeling wordt geconstateerd bij twee deeltjes die zich gedragen volgens een golffunctie. Quantumtheoretische experimenten zouden daarom klassieke natuurkundige effecten kunnen waarnemen.
De vraag die de paper probeert te definieren (niet te beantwoorden, hoewel er experimenten worden voorgesteld om de theorie te testen) is deze ‘can current experiments that appear to demonstrate purely quantum behaviours actually be explained by classical physics ?’ Ze halen voorbeelden aan die ‘show clear phenomena corresponding to those of quantum mechanics, including single-slit diffraction, double-slit diffraction, quantised energy levels and tunneling through a barrier’. Hebben we absolutie zekerheid dat quantumverschijnselen niet te verklaren zijn met de klassieke natuurkunde ? Vandaar hun twijfel over quantumcryptografie: ‘As the experiments done to test the Bell inequalities have failed to rule out a classical hidden-variable theory of quantum mechanics such as the soliton model, the security case for quantum cryptography based on EPR [GvB: Einstein-Podolsky Rosen] pairs has not been made’.
In een stelling die gegarandeerd tot enorme discussie zal leiden in onderzoekskringen verzekert de paper dat ‘experimental work which appeared to demonstrate a violation of Bell’s inequalities might not actually do so; regardless of whether it is a correct description of the world, it exposes a flaw in the logic of the Bell tests’.
Sterke versleuteling vereist dat een model dat in de praktijk onderzocht kan worden: een stevig model moet een theoretische aanval kunnen verdedigen. Omdat quantumcryptografie zich volgens de onderzoekers niet eenvoudig laat meten, kan dat betekenen dat ‘bewijsbare beveiliging’ buiten het bereik van dit cryptografische model ligt. Overigens is dit hele concept van ‘bewijsbare beveiliging’ niet onomstreden onder cryptografen.
