Elever kan dölja sin okunnighet och svara korrekt på frågor i ett prov utan att deras bristande kunskap upptäcks av lärare – men bara i kvantvärlden.

University of Queensland forskare har framgångsrikt verifierat en kontraintuitiv idé från kvantteorin - att okunnighet om helheten inte nödvändigtvis innebär okunnighet om delarna - i labbet.

UQ-fysikern Dr Jacqui Romero från ARC Center of Excellence for Engineered Quantum Systems (EQUS) sa att teamets resultat skulle vara viktiga när man utvärderar säkerheten i kvantkryptering.

"Det som också är riktigt trevligt är att vi tillhandahåller en tillgänglig, verklig tolkning av ett påstående som kommer från ren sannolikhetsteori, "Dr Romero sa.

Enligt klassisk intuition, okunnighet kan spåras till en källa – om en elevs kunskap om en bok är ofullständig, en lärare kan utforma ett test för att undersöka vilka delar av boken som är okända för eleven.

UQ Ph.D. kandidaten och EQUS experimentfysiker Michael Kewming sa att detta inte alltid var fallet i kvantvärlden.

"Våra resultat bekräftar att elevens källa till okunnighet kan döljas för läraren med hjälp av kvantsystem, " sa Mr Kewming. "När vi kommunicerar, vi använder speciella symboler som kallas bokstäver som bildar ett alfabet. I vår studie, vi gör samma sak men vi använder ljus för att skapa ett kvantalfabet."

Enligt Mr Kewming har kvantalfabet märkliga egenskaper.

"Låt oss säga att studenten gör ett prov som täcker två ämnen, och även om de inte har studerat har de fått en enda ledtråd av en kunnig vän, " han sa.

"I den klassiska situationen, Det här tipset kan bara vara så användbart – att ge information om endast ett ämne – och läraren kan fortfarande avslöja vilket ämne eleven är okunnig om. Men en ledtråd skriven med vårt kvantalfabet kan samtidigt innehålla information om båda ämnena, trots att det bara verkar vara en. Som ett resultat, läraren kan inte fastställa källan till elevens okunnighet eftersom tipset alltid är användbart för eleven."

UQ-forskargruppen kunde verifiera detta i ett fysiskt experiment genom att skriva information i form av enstaka fotoner - partiklarna som utgör ljus.

"Vårt resultat har implikationer för säkerheten för kvantbaserad kryptering eftersom vi har visat att det som är sant för klassiska tips inte är sant för kvanttips, " sa Dr Romero.

Tyvärr för studenter som förbereder sig för prov, kvanttips kommer inte att finnas tillgängliga utanför labbet när som helst snart.

Resultaten publiceras i Fysiska granskningsbrev .