Специалисты из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) объявили о первом в истории экспериментальном создании так называемой безупречной случайности — последовательности из нулей и единиц, которую можно с уверенностью признать свободной от скрытых параметров, что имеет критическое значение для криптографии, блокчейна и проведения лотерей. Данный подход превосходит стандартные квантовые методы генерации случайных чисел, хотя и базируется на фундаментальных законах квантовой механики.
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews
Подлинная неопределённость достижима исключительно в квантовых системах, однако даже она несовершенна и потому уязвима для тщательного анализа. В любой физической реализации квантового генератора присутствуют факторы, вызывающие предсказуемое смещение значений. Именно поэтому швейцарские исследователи пошли дальше — им удалось применить для очистки квантовых данных основополагающие принципы квантовой механики, в частности, проверку неравенств Белла. Сегодня в квантовых экспериментах без измерений Белла не обойтись. Только они способны достоверно определить, к какой физике относятся результаты — к классической или квантовой.
Для проведения измерений Белла учёные создали систему, состоящую из двух сверхпроводящих кубитов, соединённых 30-метровой линией связи, которая также была охлаждена. Эта установка позволяет запутывать два кубита, а расстояние в 30 метров гарантирует, что квантовый эффект запутанности сработает без прямой передачи данных — даже скорости света недостаточно, чтобы передать информацию от одного кубита к другому в момент измерения.
После получения последовательности случайных нулей и единиц на данной платформе специальный алгоритм «очищает» её или, по словам разработчиков, выступает в роли своеобразного «усилителя» неопределённости. Проверка данных через измерения Белла позволяет утверждать, что это по сути сертифицированная платформа для генерации по-настоящему случайных значений. Как атомные часы в измерении времени, со временем, уверены учёные, подобные идеальные квантовые генераторы станут эталоном для получения случайных чисел. Наступит эра истинной случайности — надёжной, как швейцарские часы!
