Случайные числа теперь можно генерировать с рекордной скоростью, используя квантовые флуктуации: ScienceAlert

Выберите карту, любую карту. Подобно неуловимому волшебнику, Вселенная уже знает ваш выбор, потому что законы физики управляют всем, от нейронных связей до сокращений мышц ваших рук.

Но если бы вас попросили выбрать частицу из пустого пространства, у вас был бы шанс одурачить вселенную. Поскольку вы найдете форму случайности, как никто другой, один инженер научился использовать ее в своих интересах в поисках действительно непредсказуемого.

Благодаря инновациям, разработанным исследователями из учреждений Бельгии, Дании и Италии, мы можем проводить это исследование в рекордно короткие сроки, извлекая 100 гигабайт данных буквально из ничего каждую секунду.

То, что вы обычно считаете случайностью, в лучшем случае является отражением вашего собственного невежества. Я не хочу принижать тебя. Друг, который «случайно» заходит выпить кофе, со 100% уверенностью знает, что идет к вам домой. Это просто случайно, потому что вы этого не знаете.

Точно так же подбрасывание монеты, бросание игральной кости, приход бури или падение астероида также не являются случайными событиями. Каждый управляется сложная сеть косвенных влияний Что, по идее, можно ожидать индивидуально при наличии достаточных знаний.

Чего нельзя сказать о квантовых системах. Приблизьтесь к частице, и вы можете узнать ее местоположение, но ее энергия представляет собой спектр возможностей. Знайте его энергию с абсолютной точностью, и его местонахождение станет неизвестным свойством, разбросанным по всему пространству.

Отбросьте частицу, и само пространство будет подчиняться тем же квантовым законам. Приблизьтесь к пустому участку небытия, текущая энергия будет включать в себя вероятности, которые теоретически могут генерировать частицы.

Эти «виртуальные» частицы — не просто плод нашего воображения. Они существуют квантовым образом, появляясь и исчезая во вспышке, которую мы называем квантовой пеной.

Давно известно, что квантовая пена влияет на широкий спектр физических явлений, начиная с создания лазеров и заканчивая тем, как химические связи рассеивают свет. Постоянной проблемой является поиск надежного метода, не требующего большого количества оборудования, которое может замедлить процесс и затруднить его использование в полевых условиях.

Исследователи, стоящие за этим последним достижением, показали, как устройство, называемое интегрированным детектором равновесного гомодимера, дает результаты во много раз быстрее, чем обычные детекторы равновесного состояния. другие новые подходыбез большого количества добавленного багажа.

Гомодин показал Он измеряет характеристики электрического поля квантового состояния, что полезно для отслеживания щелчков, потрескивания и потрескивания виртуальных частиц.

К сожалению, квантовые состояния имеют разочаровывающую привычку связываться с менее квантовыми свойствами своего окружения, что делает их менее случайными, чем ваш сосед, который снова одолжил газонокосилку.

Чтобы справиться с этим «шумом» окружающей среды, влияющим на показания их детектора симметрии, команда внедрила технологию, которая может идентифицировать и учитывать источники потенциальных помех, повышая чувствительность системы к фактическим случайным колебаниям.

Сократите его, конечным результатом будет платформа для всего чипа, способная надежно вводить случайные числа для всех ваших криптографических потребностей.

По мере того, как вычислительная мощность становится все более мощной, а наша потребность скрывать секреты от посторонних глаз становится все более актуальной, надежные средства обеспечения безопасной передачи данных становятся важнее, чем когда-либо.

Это означает большие строки кода, которые ни один компьютер не может даже приблизиться к угадыванию.

Конечно, случайные числа полезны в самых разных областях: от проверки беспристрастности выборок для исследования до определения того, может ли ваш удар гнома 5-го уровня в Dungeons & Dragons нокаутировать великана волшебной стрелой.

Они могут даже сделать фокус в конце.

Это исследование было опубликовано в PRX Квант.