Изследователи от швейцарския технологичен институт ETH Zurich са демонстрирали метод за генериране на „перфектна случайност“ чрез използване на заплетени свръхпроводящи кубити (квантов бит, единица за квантова информация).
Създаването на истински случайни числа е изключително трудно. Дори най-съвременните генератори на случайни числа могат да съдържат минимални отклонения. В повечето ежедневни приложения това няма значение, но при криптографията – където сигурността зависи от непредсказуемостта – дори най-малкият модел може да се превърне в уязвимост.
Екипът, ръководен от професорите по физика Ренато Ренер и Андреас Валраф, твърди, че е намерил начин да преодолее този проблем и да създаде напълно случайни числа с помощта на квантовата физика. Те определят постижението като първата сертифицирана реализация на „перфектна случайност“.
Как работи технологията?
Традиционните генератори на случайни числа често използват физически процеси, като поведението на фотони, но и те могат да показват известни отклонения.
Новият метод използва квантово заплитане. Експериментът е проведен с два свръхпроводящи чипа, охладени до температури, близки до абсолютната нула. Всеки от тях функционира като кубит.
Чиповете са свързани чрез 30-метрова свръхохладена тръба, по която се движат микровълнови фотони, създаващи квантово заплитане. Това е състояние, при което две частици остават свързани помежду си, така че измерването на едната моментално влияе на другата.
Разстоянието между кубитите е избрано така, че дори сигнал със скоростта на светлината да не може да премине достатъчно бързо между тях по време на измерването. Това гарантира чистотата на квантовия процес и запазва истинската случайност на резултатите.
По-малко изчисления, по-висока сигурност
Учените използвали несъвършен генератор на случайни числа, за да изберат начина на измерване на кубитите. След това специален алгоритъм усилвал случайността на резултатите.
„Нашият метод практически не изисква изчисления, тъй като случайността се генерира директно чрез измерването на квантовите битове“, обяснява Ренато Ренер.
Според изследователите полученият резултат е сертифицирано случаен и не зависи от бъдещи статистически тестове или методи за анализ.
Възможни приложения
Постижението може да има сериозни практически приложения в области като:
- криптиране на съобщения;
- цифрова идентичност;
- лотарийни системи;
- блокчейн технологии;
- компютърна сигурност.
Според Ренер технологията би била особено полезна в компютърни мрежи, където всеки възел има достъп до сървър, генериращ подобна квантова случайност.
Изследователите сравняват разработката с атомния часовник – надежден физически еталон, на който други системи могат да се доверят.
Превод: GlasNews.bg
