Trình tạo số ngẫu nhiên này có thể là ngẫu nhiên nhất từ trước đến nay
Tính ngẫu nhiên quy định cấu trúc của thực tế. Vì vậy, thật hợp lý khi các nhà khoa học đã tìm ra cách sử dụng tính ngẫu nhiên của tự nhiên như một công cụ trong thế giới trần tục của chúng ta.
Số ngẫu nhiên đi đôi với mã hóa và bảo mật trực tuyến. Nhưng khi nào thì một thứ thực sự ngẫu nhiên Có những thuật toán máy tính cố gắng tạo ra sự ngẫu nhiên, nhưng những thuật toán này thường có thể bị bẻ khóa hoặc sao chép hoặc yêu cầu đầu vào không ngẫu nhiên. Sau đó, có những điều ngẫu nhiên khác nhau xảy ra trong thế giới thực mà bạn có thể dựa vào đó, chẳng hạn như những quả bóng được sử dụng trong một cuộc xổ số. Nhưng đôi khi nếu bạn thực sự hiểu các định luật vật lý, có lẽ bạn sẽ có thể dự đoán được hành vi của quả bóng này. Các nhà khoa học tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đang lên kế hoạch sử dụng sự kỳ lạ của cơ học lượng tử để tạo ra một thứ thực sự ngẫu nhiên.
"Thử nghiệm này là ngẫu nhiên, miễn là bạn không tin vào du hành [nhanh hơn ánh sáng]", Peter Bierhorst từ NIST nói với Gizmodo.
Để tạo ra một cái gì đó ngẫu nhiên, nó phải thực sự không thể đoán trước được. Điều đó có nghĩa là ngay cả khi kẻ thù nào đó hiểu mọi thứ về cách thức hoạt động của bộ tạo số ngẫu nhiên, chúng vẫn không thể đoán trước được kết quả. Tóm lại, đó là cơ học lượng tử - ngay cả các nhà vật lý cũng gọi nó là không thể đoán trước được.
Giả định cơ bản nhất của vật lý lượng tử là những hạt nhỏ nhất có những đặc tính bẩm sinh, nhưng bạn không thể biết một cách chắc chắn giá trị của những đặc tính đó giữa việc tạo ra chúng và đo lường chúng. Nếu một thứ gì đó có thể được tạo ra ở một trong hai trạng thái bẩm sinh, bạn không thể biết chính xác trạng thái đó sẽ như thế nào trước khi bạn đo lường nó.
Nhưng luôn có khả năng thiết bị của bạn sản xuất hoặc đo lường các hạt có thể đưa ra một số mức độ có thể dự đoán được. Vì vậy, nhóm này đã lấy một ý tưởng khác từ cơ học lượng tử, được gọi là sự vướng víu. Nếu hai hạt ánh sáng được chuẩn bị cùng một lúc và tương tác với nhau, thì chúng trở nên vướng víu, và cơ học lượng tử sẽ không cho phép bạn hiểu hạt này mà không hiểu ngay hạt kia. Sẽ luôn có một mối tương quan giữa hai hạt.
Điều đó có thể làm cho toàn bộ điều này nghe có vẻ không ngẫu nhiên cho lắm. Nhưng trên thực tế, nó xác nhận rằng bạn đang đo lường sự ngẫu nhiên lượng tử thực sự. Miễn là các hạt ánh sáng của bạn đang chứng minh một cách thống kê rằng chúng bị vướng vào nhau, thì bạn có thể sử dụng kết quả của chúng như một bộ tạo số ngẫu nhiên lượng tử.
Thí nghiệm tạo ra thiết lập này với một L cáp quang, mỗi bên dài khoảng 130 mét. Tại giao điểm của chữ L, một cặp hạt ánh sáng được điều chế ở trạng thái vướng víu bởi một tia laze chiếu qua một tinh thể đặc biệt, tạo cho chúng một trong hai điểm phân cực. Mỗi cái được gửi đến một máy dò ở hai đầu. Bạn chỉ cần cho rằng không có gì truyền đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Các nhà vật lý phải đảm bảo rằng các hạt ngẫu nhiên và mối tương quan giữa các cặp kết quả ngẫu nhiên đến từ phép đo, chứ không phải do ai đó gửi thông tin nhanh hơn tốc độ ánh sáng giữa chúng. Vì không có gì truyền đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng, điều đó không thành vấn đề.
Họ đã xuất bản bài báo hôm nay trên tạp chí Nature.
Stefano Pironio từ Đại học Universityité libre de Bruxelles ở Bỉ viết trong một bài bình luận trên tạp chí Nature . Đúng như ông nói, máy phát điện là “phương pháp tỉ mỉ và an toàn nhất để tạo ra tính ngẫu nhiên từng được chứng minh”. Nhưng nó cũng rất lớn và tốn nhiều công sức chỉ cho một vài bit máy tính ngẫu nhiên.
Việc tạo ra tính ngẫu nhiên đòi hỏi phải thực sự phát hiện ra các photon vướng víu bằng thí nghiệm. Mất khoảng 55 triệu photon và 10 phút để tạo ra 1.024 chữ số nhị phân ngẫu nhiên. Máy tính lưu trữ dữ liệu của chúng ở dạng mã nhị phân, thay vì trong cơ số 10, vì vậy 1.024 chữ số nhị phân ngẫu nhiên có thể là bất kỳ một trong 2 số 1024 (là một kilobit).
Bierhorst nói với Gizmodo rằng có lẽ có một tương lai mà thứ gì đó dựa vào phương pháp này có thể được thu nhỏ lại. Ở quy mô ngắn hơn, có lẽ họ có thể tích hợp nó vào báo hiệu số ngẫu nhiên mà NIST cung cấp. Đó là một ý tưởng có thể truyền cảm hứng cho các bộ tạo số ngẫu nhiên khác.
Tôi chưa bao giờ nói với bạn rằng thí nghiệm sẽ dễ dàng, thiết thực hay rẻ tiền. Tôi chỉ nói rằng nó sẽ vô cùng ngẫu nhiên.
[ Tự nhiên ]
Đính chính: Đoạn trước đây được gọi là 2 1024 số một kilobyte. Đó là một kilobit (về mặt kỹ thuật là một kibibit). Xin lỗi vì điều đó.
