この乱数ジェネレーターは、これまでで最もランダムになる可能性があります

〜とてもランダムな〜実験的なセットアップ。

ランダム性は、現実の構造そのものを支配します。したがって、科学者が自然のランダム性を私たちの平凡な世界のツールとして使用する方法を理解したことは理にかなっています。

乱数は、暗号化とオンラインセキュリティと密接に関連しています。しかし、本当にランダムなものはいつですか?ランダム性を生成しようとするコンピューターアルゴリズムがありますが、これらはしばしばクラックまたは再現されるか、ランダムでない入力を必要とする可能性があります。次に、宝くじの抽選で使用されるボールのように、信頼できる現実の世界で発生するさまざまなランダムなことがあります。しかし、物理法則を本当に理解していれば、これらのボールの動作を予測できる可能性があります。米国国立標準技術研究所(NIST)の科学者は、量子力学の奇妙さを利用して、真にランダムなものを作成することを計画しています。

「この実験は、[超光速]旅行を信じない限りランダムです」とNISTのPeterBierhorstはGizmodoに語った。

ランダムなものを作成するためには、それは本当に予測不可能でなければなりません。つまり、一部の敵が乱数ジェネレーターの動作についてすべてを理解していても、結果を予測することはできません。それは一言で言えば量子力学です—物理学者でさえそれを予測不可能と呼ぶでしょう。

量子物理学の最も基本的な仮定は、最も小さな粒子が固有の特性を持っているということですが、それらを作成してから測定するまでの間にそれらの特性の値を確実に知ることはできません。2つの可能な生来の状態のいずれかで何かが生成される可能性がある場合、それを測定する前に、状態がどうなるかを正確に知ることはできません。

ただし、粒子を生成または測定するデバイスが、ある程度の予測可能性をもたらす可能性は常にあります。そのため、このチームは、エンタングルメントと呼ばれる量子力学から別のアイデアを取り入れました。2つの軽い粒子が同時に準備されて互いに相互作用する場合、それらは絡み合い、量子力学では、もう一方をすぐに理解せずに一方を理解することはできません。2つの粒子の間には常に相関関係があります。

それは、この全体があまりランダムに聞こえないようにするかもしれません。しかし実際には、それはあなたが真の量子ランダム性を測定していることを確認します。軽い粒子が絡み合っていることを統計的に示している限り、その結果を量子乱数ジェネレーターとして使用できます。

実験では、各辺の長さが約130メートルのL本の光ファイバーケーブルを使用してこのセットアップを作成します。Lの交点では、特殊な結晶を照射するレーザーによって、1対の光粒子が絡み合った状態で準備され、2つの偏光のうちの1つが与えられます。それぞれが両端の検出器に送信されます。光の速度より速く進むものはないと仮定する必要があります。物理学者は、ランダムな粒子とランダムな結果のペア間の相関が、それらの間で光速よりも速く情報を送信する誰かからではなく、測定から生じることを確認する必要があります。光の速度より速く進むものはないので、それは問題ではないはずです。

彼らは本日、Natureに論文を発表しました

これには多くの後処理が含まれていると、ベルギーのブリュッセル自由大学のSte​​fanoPironioはNatureの解説に書いています。確かに、ジェネレーターは「これまでに実証された中で最も細心の注意を払って安全なランダム性を生成する方法」であると彼は言います。しかし、それはまた巨大であり、いくつかのランダムなコンピュータービットのためだけに多くの作業を必要とします。

ランダム性を生成するには、実験で絡み合った光子を実際に検出する必要があります。1,024個のランダムな2進数を生成するのに、約5,500万個の光子と10分かかりました。コンピューターはデータを10進数ではなくバイナリコードで格納するため、1,024個のランダムな2進数は、2 1024個の数値(1キロビット)のいずれかになります。

Bierhorst氏はGizmodoに対し、この方法に依存する何かが縮小される可能性があると語った。より短いスケールでは、おそらく彼らはそれをNISTが提供する乱数ビーコンに統合することができます。これは、他の乱数ジェネレーターを刺激することができるアイデアです。

実験が簡単、実用的、または安価になるとは決して言いませんでした。私はそれが信じられないほどランダムになると言った。

[自然]

訂正:以前は21024と呼ばれていた部分は1キロバイトです。それはキロビット(技術的にはキビビット)です。申し訳ありません。

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