Разработан новый метод генерации случайных чисел на основе квантовых частиц

Ученые представили новую технологию генерации случайных чисел, в основе которой лежит квантовая механика. Согласно утверждению разработчиков, новый метод позволяет генерировать действительно случайные числа. Это может благоприятно повлиять на развитие технологий искусственного интеллекта, игровой индустрии, производстве геймерских компьютеров.

Разработан новый метод генерации случайных чисел на основе квантовых частиц

Задача получения случайных чисел в современных информационных системах крайне важна. Яркий пример – индустрия развлечений, где в казино необходимо генерировать случайные комбинации. При этом есть системы шифрования, которые активно используются для передачи данных в сетях. Проблема заключается в том, что существующие системы генерируют псевдослучайные числа. Это означает, что с определенной долей вероятности, имея крайне мощный компьютер, такие псевдослучайности можно предсказывать. Конфигурировать и моделировать новые системы, подключать нейронные сети.

Разработан новый метод генерации случайных чисел на основе квантовых частиц

Разработчики из Национального института стандартов и технологий уверены, что их квантовый источник действительно отказоустойчивый и решает проблему создания случайных данных. Нынешние генераторы имеют два основополагающих недостатка:

·         генерация за счет программного обеспечения, использующего определенные алгоритмы;

·         применение схемотехнических решений, которые не лишены недостатков.

Применение конкретных алгоритмов дает лишь иллюзию случайности, но на практике последовательности вполне прогнозируемы. В качестве примера можно привести эксперимент с подбрасыванием монеты. Какая сторона выпадет – действительно-случайное событие. Но если создать систему, которая будет достаточно быстро рассчитывать данные траектории полета монетки, то результат уже будет известен еще до падения.

Квантовая случайность со своей стороны абсолютная. Измерения квантовых частиц в «суперпозиции» дают непредсказуемый результат. Ученые использовали фотоны, формируемые лазером, чтобы генерировать случайные числа в процессе, известном как «тест Белла».

В этом методе лазер направляет световое излучение на специальный кристалл, который преобразует свет в пары запутанных фотонов. Измерение этих частиц и предоставило исследователям их случайные числа. Ученые испытали тест Белла более 55 миллионов раз, каждый раз создавая два цифровых бита (1 и 0) с фотонами. В итоге получилось закрыть любые «лазейки», которые позволили бы, казалось бы, не случайным числам казаться случайными.

Однако скептики уверены, что существует «скрытая» лазейка, которую не учитывают при приведении экспериментов по тесту Белла. Возможно, что на случайное получение различных спинов квантовых частиц оказывает влияние скрытая закономерность, о которую еще не выявили. Соответственно, существует параметр, который предопределяет даже квантовую генерацию случайных чисел. Однако, это только догадки.

Разработчики во главе с доктором Бирхорст уверены, что созданная система генерации в ближайшем будущем заменит существующие генераторы, предоставив огромные возможности в сфере шифрования и не только. Результаты этой работы были опубликованы в журнале Nature.

А вот геймерам квантовый компьютер и лазерные установки не потребуется, нужен только мощный ПК для игр, приобрести который вы можете в интернет-магазине «Эдельвейс».


Читать далее