Dva úspěchy katedry optiky

Olomoučtí optici Vladyslav Usenko a Radim Filip zaznamenali s počátkem nového roku hned dva významné ohlasy své vědecké práce. Výsledky jejich výzkumů, které uskutečnili s dánskými kolegy, publikoval časopis Nature Communications. Navíc pracují na mezinárodním projektu BRISQ2.

Společným tématem obou úspěšných počinů je bezpečnost kvantové komunikace s využitím metod kvantové kryptografie. Ta na rozdíl od konvenčních šifrovacích metod umožňuje bezpečnější přenos dat na základě zákonů kvantové mechaniky. Jejím hlavním přínosem je schopnost odhalit při přenosu dat odposlech. Místo zprávy se totiž přenáší pomocný kryptografický klíč. Je-li zjištěn odposlech, klíč se nepoužije a žádná informace neunikne. Je-li klíč přenesen bezpečně, použije se k zašifrování zprávy.

Nejbezpečnější šifrovací klíč

Právě aplikace nových metod kvantové optiky na kvantovou distribuci klíče je hlavní oblastí výzkumu Vladyslava Usenka, který na olomoucké katedře zakotvil po studijním pobytu v Miláně jako postdoktorand. Spolu s docentem Filipem svými teoretickými výpočty „předpověděl“ užitečnost stlačených stavů světla pro bezpečný přenos klíče.

„Naše výpočty ukázaly, že i velmi malé stlačení kvantových fluktuací světla je schopno zvětšit vzdálenost, na kterou lze bezpečný klíč přenášet. Dosud platilo, že toho nelze dosáhnout, takže pro dánské experimentátory byl náš poznatek natolik inspirující, že se jej rozhodli ihned měřit,“ uvedl Usenko.

Publikace ověřeného experimentu v prestižním vědeckém časopise pro něj představuje zároveň hlavní výstup jeho postdoktorandského projektu. „Jeho příklad potvrzuje, že snaha o přitáhnutí mladých, kvalitních zahraničních vědců je pozitivní cesta k dalšímu rozvoji vědeckého potenciálu katedry,“ zdůraznil Filip.

Vedoucí katedry profesor Zdeněk Hradil uvedl, že následovat Usenkův příklad umožní čerstvě zahájený celouniverzitní projekt POSTUP. „Nově vytvořené pozice postdoktorandských studentů představují šance pro další mladé zahraniční vědce. Záležet bude jen na jejich kvalitách,“ řekl Hradil.

Spokojenost na katedře je oboustranná. „Už při doktorandském studiu jsem na základě mnoha citací z Olomouce věděl, že je zde silná vědecká skupina zaměřená na kvantovou optiku. Katedra optiky je pro mne výborným místem pro vědecký rozvoj,“ prohlásil Usenko, který rád využil možnosti působit na olomouckém pracovišti i po skončení studijního pobytu.

Mezinárodní projekt jako uznání vysoké vědecké úrovně

Na zvýšení bezpečnosti kvantové kryptografie je zaměřen také tříletý mezinárodní projekt s názvem BRISQ2, který získali olomoučtí vědci spolu s dalšími čtyřmi týmy z Itálie, Německa a Polska. „Věnuje se kvantovým aspektům makroskopických stlačených stavů světla a jejich aplikacím v kvantové komunikaci. Věříme, že se nám podaří prokázat jejich užitečnost,“ popsal cíl projektu Filip.

Pro katedru optiky znamená získání projektu dodržení vysoké odborné laťky. „Výběrové řízení je opravdu náročné a často z něj vypadne mnoho skvělých vědeckých skupin ze západní Evropy,“ komentoval Filip prestiž projektu. Jak dodal, hlavní řešitelé z Max-Planck Institutu v německém Erlangenu patří k dlouhodobým partnerům katedry.

Vedoucí olomouckého Mezinárodního centra pro informaci a neurčitost docent Jaromír Fiurášek potvrdil, že účast katedry optiky v evropských projektech má v posledních deseti letech již pevnou tradici. „Tento projekt jen zvyšuje její pozici v mezinárodním měřítku,“ dodal Fiurášek.