Квантовая механика генерирует случайные числа

2025-07-03T13:55:00Z — Ученые разработали новый генератор случайных чисел, использующий квантовую механику и поляризацию запутанных фотонов. Этот метод обеспечивает истинную случайность, в отличие от классических алгоритмов, и применяется для создания защищенных ключей в крипто

Учёные из США создали новый способ генерации случайных чисел, использующий принципы квантовой механики и квантовую запутанность, что позволяет обеспечивать настоящую случайность, не поддающуюся манипуляциям. Этот метод основан на использовании пары запутанных фотонов и теста Белла, который позволяет подтвердить, что генерируемые числа являются действительно случайными.

Процесс начинается с создания пары запутанных фотонов в специальном нелинейном кристалле. Фотоны, попадая по оптическим волокнам, проходят в лаборатории на разных концах коридора. В этих лабораториях измеряется поляризация фотонов, и результаты этих измерений оказываются абсолютно случайными. Этот процесс повторяется 250 000 раз в секунду, и в итоге генерируется огромный поток случайных битов.

Результаты измерений передаются в программу Университета Колорадо в Боулдере, где они преобразуются в 512 случайных битов (0 и 1). Таким образом, учёные получают надежные и верифицируемые случайные числа, что особенно важно для таких областей, как криптография, где важно гарантировать, что числа не предсказуемы.

Для обеспечения прозрачности и проверки процесса генерации случайных чисел был разработан протокол «Twine». Этот протокол использует блокчейн-технологии для совместной проверки случайности разными организациями, что добавляет дополнительную степень безопасности и прозрачности в процессе.

Такой метод генерации случайных чисел может стать основой для множества приложений, включая криптографию, блокчейн, а также для научных исследований, где необходимо использовать неподделанные случайные данные. Обеспечение достоверности и прозрачности таких процессов стало возможным благодаря использованию квантовых технологий, открывая новые горизонты для безопасных и справедливых цифровых систем.

Исследователи из NIST (США) и Университета Колорадо в Боулдере (США) назвали свое устройство «Квантовый маяк случайности Университета Колорадо» (CURBy). CURByгенерирует случайные числа, а вспомогательная система ежедневно публикует их на сайте для свободного использования. Описывающее прибор исследование опубликовано в журнале Nature.

Источник: Naked-Science.

Читайте также: