Квантовый генератор действительно случайных чисел

Может показаться странным, но создать генератор совершенно непредсказуемых или абсолютно случайных чисел довольно сложно, даже если задействовать присущую квантовой механике непредсказуемость. Но сегодня вполне вероятно появления генератора "по настоящему" случайных чисел, что сделает возможным создание надежных криптосистем.

Существующие на сегодняшний день квантовые генераторы случайных чисел могут иногда подводить. Например, некоторые устройства направляют луч фотонов через светоделитель и записывают в какую сторону он отклонился, но со временем может появится повторяемость результатов если светоделитель начнет чаще посылать луч в одну из сторон или материал износится. Новый генератор случайных чисел не подвержен подобным недостаткам, поскольку принцип его работы основан на наследственно-случайном поведении двух взаимно запутанных квантовых кубитов.

Кубит (q-бит, кьюбит; от quantum bit) — квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере.

Кубиты могут быть «запутаны» друг с другом, то есть, на них может быть наложена ненаблюдаемая связь, выражающаяся в том, что при всяком измерении над одним из нескольких кубитов, остальные меняются согласованно с ним. То есть, совокупность запутанных между собой кубитов может интерпретироваться как заполненный квантовый регистр. /WiKi/

Запутанные объекты нарушают "неравенства Белла", которые математически доказывают что их поведение полностью случайно. Не имеет значения кто и как создал объекты, заявил член команды Антонио Эйсин (Antonio
Acin) из Института Фотонных Исследований (Institute for Photonic Sciences) в Барселоне, Испания.

Два ионных квантовых бита из иттербия или квибита были заключены в раздельные вакуумные камеры. Когда каждый квибит испускал фотон, взаимодействие между фотонами затрагивало ионы. Команда загружала числа в это устройство, что заставляло микроволновый осциллограф поворачивать квибиты в одно из двух направлений. Квибиты затем подвергались воздействию света и записывалась случайная последовательность единиц и нулей, в зависимости от того испускали они фотоны на детектор или нет. Известно что ионы запутаны потому что они одинаково испускают фотоны.

Для исключения фактора человеческой ошибки во время вычислений, полученная последовательность обрабатывалась с помощью математической формулы, которая удаляла любые следы повторяемости, но не могла сама по себе создать случайную последовательность.

"Если подобную задачу удастся внедрить на некотором расстоянии, то это будет означать приборо-независимую криптографию", - заявил пионер в области криптографии Артур Экерт (Artur Ekert) из Университета Оксфорд. Мы поведаем вам интересные новости из первых уст.

Оригинал (на англ. языке): Newscientist.com

• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов
• Новая и улучшенная камера, вдохновленная человеческим глазом
• Машинное обучение может помочь ответить на давние астрофизические вопросы
• Ученые связывают износ двигателей самолетов с попаданием пыли в крупных аэропортах
• Цемент, вдохновленный раковинами, стал в 19 раз гибче благодаря «спроектированным дефектам»
• Самый длинный в Северной Америке вантовый мост соединяет США и Канаду