Fizicienii au obținut pentru prima dată „aleatorismul perfect” folosind qubiți cuantici
Cercetătorii de la ETH Zürich au demonstrat o metodă de generare a numerelor cu adevărat aleatorii, bazată pe inseparabilitatea cuantică, eliminând orice tendință statistică.
Fizicienii de la ETH Zürich (Elveția) au reușit pentru prima dată să obțină ceea ce numesc „aleatorism perfect”, utilizând qubiți supraconductori în stare de inseparabilitate cuantică. Rezultatele, publicate în revista Nature, deschid calea către generarea de numere cu adevărat aleatorii, esențiale în criptografie și securitatea informatică.
Ce este aleatorismul perfect și de ce este important?
Generatoarele clasice de numere aleatorii, chiar și cele mai avansate, pot conține mici deviații sistematice. În utilizarea cotidiană, aceste erori sunt neglijabile, dar în criptografie, unde securitatea depinde de imprevizibilitate, orice tipar poate deveni o vulnerabilitate. Aleatorismul perfect, certificat prin legile mecanicii cuantice, elimină aceste riscuri.
Cum funcționează experimentul?
Echipa condusă de fizicienii Renato Renner și Andreas Wallraff a folosit două cipuri supraconductoare răcite aproape de zero absolut, fiecare funcționând ca un qubit. Cipurile sunt conectate printr-un tub de 30 de metri, prin care se transmit fotoni cu microunde, creând o stare de inseparabilitate cuantică. Aceasta face ca măsurarea unui qubit să influențeze instantaneu rezultatul celuilalt, indiferent de distanță.
Pentru a preveni orice influență externă, qubiții sunt menținuți la o distanță suficient de mare, astfel încât nici măcar semnalele care se deplasează cu viteza luminii să nu poată afecta măsurătorile. Procesul începe cu un generator pseudo-aleatoriu care alege baza de măsurare, iar un algoritm special „rafinează” rezultatele, eliminând tendințele inițiale.
Aplicații practice și eficiență
Cercetătorii subliniază că metoda nu necesită aproape deloc putere de calcul, deoarece aleatorismul este generat direct prin măsurarea qubiților. Printre aplicațiile posibile se numără criptarea comunicațiilor, identitățile digitale, sistemele de loterie și tehnologiile blockchain. Echipa compară această realizare cu rolul unui ceas atomic în măsurarea timpului, oferind un standard fizic de referință.
Cea mai utilă implementare ar fi în rețele informatice, unde fiecare nod ar putea accesa un „server” capabil să genereze aleatorism certificat. Studiul reprezintă un pas important în securizarea sistemelor digitale prin intermediul mecanicii cuantice.
