Conform Descopera: Fizicienii de la ETH Zurich au reușit să genereze ceea ce numesc „aleatorism perfect”, o premieră în istorie, bazându-se pe principiile mecanicii cuantice și pe starea de inseparabilitate a qubiților supraconductori. Această realizare ar putea avea implicații profunde, în special în domeniul securității cibernetice.nnObținerea unui aleatorism adevărat este o sarcină dificilă, chiar și pentru cele mai performante generatoare clasice de numere aleatorii. Acestea pot prezenta mici erori sistematice, imperceptibile în multe aplicații, dar critice în criptografie, unde orice tipar poate deveni o breșă de securitate. Echipa condusă de Renato Renner și Andreas Wallraff susține că a depășit această limitare prin utilizarea fenomenelor cuantice.
Metoda generării aleatorismului perfect
Generatoarele tradiționale se bazează adesea pe procese fizice, cum ar fi mișcarea fotonilor, însă aceste procese pot introduce ușoare tendințe statistice. Cercetătorii elvețieni au utilizat fenomenul de inseparabilitate cuantică, o proprietate fundamentală a mecanicii cuantice, pentru a obține o sursă de aleatorism cu adevărat imposibil de prezis.
Experimentul a implicat două cipuri supraconductoare, răcite la temperaturi extrem de scăzute. Fiecare cip a funcționat ca un qubit, unitatea de bază a informației cuantice. Aceste două dispozitive au fost conectate printr-un tub izolat termic, cu o lungime de aproximativ 30 de metri. Prin acest tub au fost transmise fotoni de microunde, care au creat starea de inseparabilitate cuantică între qubiți. Această stare face ca particulele să fie interconectate, astfel încât măsurarea uneia afectează instantaneu rezultatul celeilalte. Menținând o distanță semnificativă între qubiți, cercetătorii au eliminat orice posibilitate ca un semnal clasic să influențeze rezultatul măsurătorilor în timpul desfășurării experimentului, garantând integritatea aleatorismului. Procesul inițial începe cu un generator de numere pseudo-aleatorii, utilizat pentru a selecta o anumită bază de măsurare a qubiților. Ulterior, măsurătorile cuantice sunt procesate printr-un algoritm special, care elimină orice posibilă tendință inițială, rezultând o secvență de zerouri și unu-uri certificabil aleatorie.
Aplicații practice și potențial inovator
Metoda dezvoltată de echipa de la ETH Zurich are avantajul de a necesita o putere de calcul minimă, deoarece aleatorismul este generat direct prin observațiile asupra sistemelor cuantice. Astfel, procesul este mult mai eficient decât generatoarele pseudo-aleatorii clasice. Cercetătorii compară această realizare cu un ceas atomic, un standard fizic de referință pe care alte sisteme se pot baza.
Implicațiile practice sunt considerabile, întinzându-se de la securizarea comunicațiilor prin criptare avansată, la protejarea identităților digitale, organizarea de loterii corecte și optimizarea tehnologiilor blockchain. Echipa sugerează că implementarea cea mai utilă ar fi în rețele informatice, unde fiecare nod ar putea accesa un „server” capabil să genereze acest tip de aleatorism certificat, sporind semnificativ securitatea generală. Studiul complet a fost publicat în prestigioasa revistă de știință Nature.
Sursa: Descopera
