Учёные разработали устройство, производящее случайные числа с помощью поляризации запутанных фотонов. Ежедневно в открытом доступе появляются новые числа.
Для принятия беспристрастного решения люди порой применяют такие способы, как жребий, бросание кубиков или подбрасывание монеты. Многие современные криптографические системы полагаются на генераторы случайных чисел для создания защищённых ключей.
Трудность заключается в том, что так называемые «случайные» числа не являются случайными. Некоторые генераторы используют алгоритмическую обработку данных о времени для получения таких чисел, а поскольку где есть алгоритм, там есть возможность его изучить и повлиять на результат обработки данных. следят За масками юмора скрывается генерация случайных чисел.
Найти и применить подлинно случайные величины, независимые от всего остального, – задача весьма ресурсоемкая.
Классические компьютерные алгоритмы производят лишь псевдослучайные числа. Человек, разбирающийся в алгоритме или системе, может воздействовать на них или предугадать следующее число. Вместе с тем опытный фокусник способен подбросить монету так, чтобы выпала желаемая сторона.
В отличие от кубиков или компьютерных алгоритмов, квантовая механика дает исследователям возможность работать с фундаментальной случайностью. Ученые применили квантовые эффекты и тест Белла для создания отслеживаемого и верифицируемого сервиса генерации случайных чисел.
Эксперимент Беллы регистрирует корреляцию свойств пар запутанных фотонов, разделенных большим расстоянием. Измерение одной частицы дает случайный результат, но свойства пары связаны прочнее, чем предсказывает классическая физика. Это позволяет исследователям доказать случайность измерений.
Процесс начинается с генерации пары запутанных фотонов Фотоны по оптическому волокну попадают в отдельные лаборатории на разных концах коридора, проходя через специальный нелинейный кристалл. В лабораториях измеряется поляризация фотонов. Измерения показывают абсолютно случайные результаты. Цикл повторяется 250 000 раз в секунду.
NIST Поставляет миллионы подобных «квантовых подбрасываний монеты» в программу Университета Колорадо в Боулдере. Алгоритмы преобразуют результаты измерений в 512 случайных битов (0 и 1).
Ученые внедрили возможность отслеживания и проверки каждого этапа генерации случайностей. Разработан протокол TwineЭто набор технологий блокчейна, совместимых в рамках квантовых вычислений, который позволяет различным организациям совместным образом генерировать и контролировать случайность с использованием теста Белла.
Исследователи из NIST Совместный проект исследователей из США, а именно Национального института стандартов и технологий (NIST) и Университета Колорадо в Боулдере, получил название «Квантовый маяк случайности Университета Колорадо». CURBy). CURBy Создаёт случайные числа, а дополнительная система каждый день публикует На сайте доступны материалы для свободного использования, описывающие приборы исследования. опубликовано в журнале Nature.
