Ερευνητές του ETH Zurich αναφέρουν ότι δημιούργησαν πιστοποιημένη “τέλεια τυχαιότητα” (perfect randomness) για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας μια κβαντική ρύθμιση Bell-test με δύο εμπλεγμένα υπεραγώγιμα chips συνδεδεμένα με έναν ψυχόμενο link 30 μέτρων. “Μακροπρόθεσμα, αυτή η εργασία θα μπορούσε να παίξει παρόμοιο ρόλο στην ψηφιακή ασφάλεια με τα ατομικά ρολόγια για την χρονομέτρηση: μια φυσικά πιστοποιημένη πηγή τυχαιότητας στην οποία μπορούν να βασιστούν και άλλα συστήματα”, αναφέρει το Phys.org.
“Οι πιθανές εφαρμογές κυμαίνονται από την κρυπτογράφηση ευαίσθητων επικοινωνιών και ψηφιακών ταυτοτήτων έως δημόσιες υπηρεσίες τυχαιότητας για τις εφαρμογές λαχειοφόρων αγορών και το blockchain”.
Από την δημοσίευση:
Ονομάζουν τη μέθοδό τους ενίσχυση τυχαιότητας. “Αυτό κατέστη δυνατό χάρη σε ένα βελτιωμένο, λεγόμενο Bell-Test με ταυτόχρονα υψηλή ποιότητα και υψηλό ρυθμό δεδομένων”, αναφέρουν οι Renato Renner και Andreas Wallraff. Αυτοί και οι συνάδελφοί τους χρησιμοποιούν μια σύνθετη ρύθμιση που αποτελείται από δύο υπεραγώγιμα chips, τα οποία ψύχουν σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Κάθε chip αντιπροσωπεύει ένα κβαντικό bit ή qubit, το οποίο μπορεί να λάβει τις καταστάσεις «0» ή «1» ή οποιαδήποτε αυθαίρετη υπέρθεση αυτών των καταστάσεων. Ένας σωλήνας μήκους 30 μέτρων, ο οποίος ψύχεται επίσης, συνδέει τα δύο chip.
Τα φωτόνια μικροκυμάτων μπορούν να πετούν μπρος-πίσω μεταξύ τους, δημιουργώντας έτσι μια κβαντομηχανική εμπλοκή. Αυτό σημαίνει ότι μια κβαντική μέτρηση σε ένα qubit, η οποία αποδίδει τυχαία τις τιμές “0” ή “1”, επηρεάζει αυτόματα και σε απόσταση το αν μετριέται το “0” ή το “1” στο δεύτερο qubit. Η απόσταση των 30 μέτρων διασφαλίζει ότι, κατά τη διάρκεια της μέτρησης, ακόμη και με την ταχύτητα του φωτός, δεν μπορούν να ανταλλαγούν πληροφορίες μεταξύ των qubit, γιατί αυτό θα διατάρασσε την τέλεια τυχαιότητα.
Ο Wallraff και η ομάδα του έκαναν την επιλογή του ακριβούς τύπου μέτρησης (ή “μέτρηση βάσης” στην τεχνική ορολογία) στα δύο qubits ανάλογα με μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών. Οι συνάδελφοι του Renner μπορούσαν έτσι να ενισχύσουν περαιτέρω την τυχαιότητα των αποτελεσμάτων μέτρησης χρησιμοποιώντας έναν ειδικό αλγόριθμο.
“Η προκύπτουσα ακολουθία μηδενικών και μονάδων είναι τώρα πραγματικά τέλεια τυχαία και μπορούμε ακόμη και να το πιστοποιήσουμε αυτό”, λέει ο Renner. Παρομοιάζει αυτό το αποτέλεσμα αναφέροντας: “Οι τεχνικές βελτιώσεις μας επέτρεψαν, για πρώτη φορά, να δημιουργήσουμε τυχαίους αριθμούς που θα παραμείνουν απόλυτα τυχαίοι για όλη την αιωνιότητα – ανεξάρτητα από τις αναλυτικές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της τυχαιότητάς τους”.
Τα ευρήματα έχουν δημοσιευτεί στο περιοδικό Nature.
https://doi.org/10.3929/ethz-c-000797430
Αν και τα δελτία τύπου θα είναι από πολύ επιλεγμένα έως και σπάνια, είπα να περάσω … γιατί καμιά φορά κρύβονται οι συντάκτες.
