Eng: Quantum communication over long distances is integral to information security and has been demonstrated in free space and fibre with two-dimensional states, recently over distances exceeding 1200 km between satellites. But using only two states reduces the information capacity of the photons, so the link is secure but slow. To make it secure and fast requires a higher-dimensional alphabet, for example, using patterns of light, of which there are an infinite number.

Credit: Wits University

One such pattern set is the orbital angular momentum (OAM) of light. Increased bit rates can be achieved by using OAM as the carrier of information. However, such photon states decay when transmitted over long distances, for example, due to mode coupling in fibre or turbulence in free space, thus requiring a way to amplify the signal. Unfortunately such “amplification” is not allowed in the quantum world, but it is possible to create an analogy, called a quantum repeater, akin to optical fibre repeaters in classical optical networks.

An integral part of a quantum repeater is the ability to entangle two photons that have never. This allows the establishment of entanglement between two distant points without requiring one photon to travel the entire distance, thus reducing the effects of decay and loss. An outcome of this is that the information of one photon can be transferred to the other, a process called teleportation. If two photons are entangled and you change a value on one of them, then other one automatically changes too. This happens even though the two photons are never connected and, in fact, are in two completely different places.

Ro: Comunicarea cuantică pe distanțe lungi este sigură în fața securității informatice și a fost demonstrată recent în spațiul liber și în fibra cu stări bidimensionale, depășind 1200km între sateliți. Dar folosind doar două stări se reduce capacitatea de a reține informații ale fotonilor, deci legătura este sigură, dar înceată. Pentru a o face mai rapidă este nevoie de un alfabet cu mai multe dimensiuni, de exemplu utilizând modele de lumină, din care există o infinitate.

Un astfel set de modele este momentul magnetic orbital de lumină, cu care se pot obține rate mai mari de transmitere a datelor. Pentru că astfel de stări ale fotonilor scad când sunt transmise pe distanțe lungi, este nevoie de amplificatoare, care nu sunt permise în lumea cuantică. Se poate totuși crea o analogie, un emițător cuantic, asemănător cu cel folosit în rețelele de fibră optică.

O parte integrală din emițătorul cuantic constă în abilitatea acestuia de a amesteca doi fotoni care nu au mai interacționat. Acest proces permite crearea unei rețele între fotoni fără a fi nevoie ca ambii să călătorească toată distanța, deci reducând efectele pierderilor. Deci un rezultat este faptul că informația pe care un foton o deține poate fi transferată altuia, acest proces purtând numele de teleportare. Dacă doi fotoni sunt legați și se poate modifica valoarea unuia, atunci și celălalt își va modifica valoarea. Acest lucru se întâmplă chiar dacă cei doi fotoni nu au fost niciodată conectați și chiar dacă sunt în locații complet diferite.

Source (University of the Witwatersrand. “Quantum teleportation of patterns of light: Technique paves the way for high bit-rate secure long distance quantum communication.” ScienceDaily. ScienceDaily, 21 September 2017.)

Eng: For the first time, researchers have sent a quantum-secured message containing more than one bit of information per photon through the air above a city. The demonstration showed that it could one day be practical to use high-capacity, free-space quantum communication to create a highly secure link between ground-based networks and satellites.

Credit: University of Ottawa

Quantum encryption uses photons to encode information in the form of quantum bits. In its simplest form, known as 2D encryption, each photon encodes one bit: either a one or a zero. Scientists have shown that a single photon can encode even more information, until now this has never been demonstrated with free-space optical communication in real-world conditions. With eight bits necessary to encode just one letter, for example, packing more information into each photon would significantly speed up data transmission.

Ro: Pentru prima dată, cercetătorii au trimis un mesaj securizat cuantic care conține mai mult de un bit de informație per foton prin aer, deasupra unui oraș. Demonstrația a arătat că, într-o zi, va fi practic să se utilizeze comunicarea cuantică pentru a crea o legătură securizată între rețele și sateliți.

Criptarea cuantică utilizează fotoni pentru a cripta informația sub forma biților cuantici. În cea mai simplă formă, cunoscută ca și criptare 2D, fiecare foton este un bit, zero sau unu. Oamenii de știința au arătat că un singur foton poate codifica chiar mai multă informație, dar până acum comunicarea în spațiul liber, în condiții reale, nu a fost demonstrată. Cu 8 biți necesari pentru a codifica o singură literă, de exemplu, un foton care să conțină mai multă informație ar fi soluția care ar accelera transmisia de date.

Read more here (The Optical Society. “High-dimensional quantum encryption performed in real-world city conditions for first time: Crucial step toward practical quantum encryption over free-space networks.” ScienceDaily. ScienceDaily, 24 August 2017.)

Original paper: Sit, A., Bouchard, F., Fickler, R., Gagnon-Bischoff, J., Larocque, H., Heshami, K., Elser, D., Peuntinger, C., Günthner, K., Heim, B. and Marquardt, C., 2017. High-dimensional intracity quantum cryptography with structured photons. Optica, 4(9), pp.1006-1010.

Eng: Dating websites often claim attraction between two people can be predicted from the right combination of traits and preferences, but a new study casts doubt on that assertion. The study, which used speed dating data, found a computer could predict who is desirable and how much someone would desire others — who’s hot and who’s not — but it could not unravel the mystery of unique desire for a specific person.

Credit: University of Utah

“Attraction for a particular person may be difficult or impossible to predict before two people have actually met,” said Samantha Joel, a University of Utah psychology professor. “A relationship is more than the sum of its parts. There is a shared experience that happens when you meet someone that can’t be predicted beforehand.” The researchers used data from two samples of speed daters, who filled out questionnaires about more than 100 traits and preferences and then met in a series of four-minute dates. Afterward, the participants rated their interactions, indicating

The researchers used data from two samples of speed daters, who filled out questionnaires about more than 100 traits and preferences and then met in a series of four-minute dates. Afterward, the participants rated their interactions, indicating level of interest in and sexual attraction to each person they met.

Joel and her colleagues used a machine learning algorithm to test whether it was possible to predict unique romantic desire based on participants’ questionnaire responses and before the individuals met. The answer was no. They found it was possible to predict the overall tendency for someone to like and to be liked by others – but not which two particular people were a match. “We found we cannot anticipate how much individuals will uniquely desire each other in a speed-dating context with any meaningful level of accuracy,” Joel said. “I thought that out of more than 100 predictors, we would be able to predict at least some portion of the variance. I didn’t expect we would find zero.”

Ro Site-urile de întâlniri adesea susțin că atracția dintre două persoane poate fi prezisă din combinația de trăsături și preferințe, dar un nou studiu pune sub îndoială această afirmație. Studiul, care a folosit date de la întâlniri, a aflat că un computer poate doar să prezică cine este dezirabil și cât de mult cineva ar dori pe alții – cine e atrăgător și cine nu – dar nu poate să dezvăluie misterul care ține de forța de atracție către o persoană specifică.

„Atracția către o persoană în particular poate fi dificil sau chiar imposibil de prezis înainte ca două persoane să se fi întâlnit”, a spus Samantha Joel, un profesor de psihologie de la Universitatea din Utah. „O relație este mai mult decât suma părților. Există o experiență comună care se întâmplă atunci când întâlnești pe cineva, care nu poate fi prezisă dinainte.”

Oamenii de știință au folosit date din două seturi de oameni care s-au întâlnit, care au completat chestionare despre mai mult de 100 de trăsături și preferințe, iar care mai apoi s-au întâlnit pentru 4 minute. După, participanții au acordat note interacțiunilor, indicând nivelul de interest și atracția sexuală către fiecare persoană pe care au întâlnit-o.

Joel și colegii ei au folosit un algoritm de machine learning pentru a testa dacă este posibilă predicția unui interes romantic bazat pe răspunsurile participanților la chestionar. Răspunsul a fost nu. Aceștia au descoperit că este posibil să prezici tendința generală a cuiva de a plăcea sau a plăcea pe alții – dar nu dacă două persoane sunt potrivite una pentru alta. „Am descoperit că nu putem anticipa cât de mult indivizii sunt atrași unul de altul în contextul întâlnirilor rapide”, a spus Joel. „Am sperat că utilizând mai mult de 100 de prezicători, am putea descoperi măcar o porțiune a variației. Nu m-am așteptat ca aceasta să fie zero.”

Source (University of Utah. “Dating? A magic formula to predict attraction is more elusive than ever: Study finds machine learning can predict aspects of attraction, but not the perfect soul mate.” ScienceDaily. ScienceDaily, 30 August 2017.)

Original paper: Joel, S., Eastwick, P.W. and Finkel, E.J., 2017. Is romantic desire predictable? Machine learning applied to initial romantic attraction. Psychological science, 28(10), pp.1478-1489.