Brug af kvantemekanikkens uforudsigelige natur til at generere virkelig tilfældige tal

Et team af forskere fra Storbritannien, Tyskland og Rusland har brugt kvantemekanikkens uforudsigelige natur til at skabe en enhed, der er i stand til at generere virkelig tilfældige tal. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver brugen af ​​aspekter af kvanteteori til at udvikle en ramme til at bygge en virkelig tilfældig talgenerator.

I mange år, dataloger har ledt efter en måde at generere virkelig tilfældige tal - den tilfældige talgenerator, der findes på de fleste hjemme- og virksomhedscomputere, er langt fra tilfældig på grund af hardwarebegrænsninger. Generering af tilfældige tal er vigtig, fordi den danner grundlaget for kryptografi. Meddelelser, der er kodet ved hjælp af tal, der ikke er virkelig tilfældige, kan hackes, hvis der er nok computerkraft. I denne nye indsats, forskerne kiggede på kvanteverdenen for at skabe en virkelig tilfældig talgenerator.

I modsætning til den naturlige verden omkring os, kvanteverdenen har tilfælde af ægte tilfældighed - den uforudsigelige natur af fotonadfærd, for eksempel. I denne nye indsats, forskerne fandt en måde at udnytte denne uforudsigelighed til at bygge en virkelig tilfældig talgenerator.

Enheden bygget af holdet bestod af en laser affyret rettet ind i en af ​​indgangene på en generisk stråledeler. Det andet input blev holdt ugyldigt. Dette resulterede i et nulsignal. Den udgående stråle blev derefter målt ved hjælp af to uafhængige detektorer. I deres opsætning, hver af de fotoner, der ankom til stråledeleren, havde en jævn chance for enten at blive transmitteret eller reflekteret, hvilket betød, at forskellen mellem målinger taget af detektorerne ikke kunne forudsiges. På grund af det, de genererede tal var virkelig tilfældige.

Forskerne tog derefter deres arbejde endnu et skridt ved at måle fotonernes tilstande, før de blev splittet. Det bekræftede, at tallene genereret af deres enhed virkelig var tilfældige. Slutresultatet var en enhed, der var i stand til at generere tilfældige tal i et tempo på 8,05 gigabit pr. som hver var attesterbart tilfældige - alt i realtid. Bemærkelsesværdigt, den enhed, de byggede, blev lavet ved hjælp af hyldeudstyr.

© 2021 Science X Network