Zbudowano generator losowości doskonałej

Zjawisko losowości znajduje szerokie zastosowanie w nauce i technologii. Zapomnijcie jednak o przysłowiowej ruletce czy grze w kości - w poszukiwaniu czystej przypadkowości uczeni mierzą dziś fluktuacje kwantowe. Ale co to właściwie daje?

Zbudowano generator losowości doskonałej 1
Tomasz Miller

Zjawisko losowości znajduje szerokie zastosowanie w nauce i technologii. Zapomnijcie jednak o przysłowiowej ruletce czy grze w kości - w poszukiwaniu czystej przypadkowości uczeni mierzą dziś fluktuacje kwantowe. Ale co to właściwie daje?

To, co w codziennym życiu nazywamy przypadkiem, wynika w rzeczywistości jedynie z naszego braku wiedzy. Z teoretycznego punktu widzenia, znając dokładnie szybkość obrotu koła ruletki oraz położenie i prędkość kulki w pewnej chwili, bylibyśmy w stanie przewidzieć pole, na jakim ta ostatnia się zatrzyma. Szczęśliwie dla właścicieli kasyn, gracze w praktyce raczej nie są w stanie pozyskać dostatecznej wiedzy o ruchu koła i kulki, wobec czego taka pseudolosowość ruletki jest w zupełności wystarczająca.

Inaczej rzecz się ma tam, gdzie potrzebne są znaczne ilości losowo generowanych liczb: w systemach szyfrujących, analizie statystycznej, a także symulacjach fizycznych, chemicznych, ekonomicznych, klimatologicznych... Nawet najwymyślniejsze stosowane dziś metody uzyskiwania przypadkowych zestawów liczb (wliczając nawet pomiar atmosferycznego szumu radiowego), mogą tam zwyczajnie zawodzić - nie być "wystarczająco przypadkowe".

Gdzie zatem szukać "prawdziwej" losowości? Jakie zjawiska są, w odróżnieniu od gry w ruletkę, całkowicie nieprzewidywalne nawet w zasadzie? Odpowiedź: zjawiska kwantowe.

Istnieją już generatory liczb losowych wykorzystujące proces rozpadu radioaktywnego. Niestety, działają one zbyt wolno, by pokryć ogromne i ciągłe zapotrzebowanie uczonych. Teraz niemiecko-duńskiemu zespołowi naukowców udało się skonstruować prototyp efektywnego urządzenia ekstrahującego najczystszą, bo kwantową przypadkowość w inny sposób.

Nieco upraszczając, w ich urządzeniu silna wiązka lasera dzielona jest na dwie równe części. Następnie, natężenia i jednej, i drugiej wiązki są bardzo dokładnie mierzone oraz obliczana jest ich różnica. Można by się spodziewać, że wynikiem tego odejmowania będzie zawsze zero. Nie jest tak jednak w burzliwym świecie kwantów, gdzie kwantowomechaniczne fluktuacje to osłabiają, to wzmacniają w różnym stopniu każdą z wiązek. Niekiedy więc zmierzona różnica natężeń rzeczywiście wyniesie zero, ale też czasami będzie dodatnia, a czasami ujemna.

Mechanika kwantowa gwarantuje, że można jedynie podać prawdopodobieństwo uzyskania takiego czy innego wyniku. Samego wyniku przewidzieć się już nie da. I to nie z powodu naszej niewiedzy, a wskutek całkowicie losowej natury zjawisk kwantowych.

Konstruktorzy zaznaczają, że ich dzieło wcale nie jest zbyt wyrafinowane z technicznego punktu widzenia. Potrzebne komponenty należą do podstawowego wyposażenia współczesnych laboratoriów laserowych, w związku z czym samo urządzenie ma być stosunkowo tanie. Zapewne również z tego powodu już kilka firm zgłosiło swoje zainteresowanie komercyjnym wykorzystaniem tej technologii.

Źródło: ScienceDaily

Źródło artykułu: WP Gadżetomania

Wybrane dla Ciebie

Czy to koniec życia na Ziemi? Taka może być przyszłość naszej planety
Czy to koniec życia na Ziemi? Taka może być przyszłość naszej planety
Sztuczna inteligencja przywraca dinozaury. Są jak żywe
Sztuczna inteligencja przywraca dinozaury. Są jak żywe
Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Rekordowa odległość. Sonda Psyche przekazała sygnał z odległości 350 mln km
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
Napęd plazmowy. Nowa broń w walce z kosmicznymi śmieciami
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
To przez działalność człowieka. Rekiny wielorybie są zagrożone
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
NGC 2775. Galaktyka, która wymyka się klasyfikacji
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Powstają na Syberii. Naukowcy wskazują na gaz ziemny
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Ten fotosynentyczny mikroorganizm jest zagrożony. Naukowcy alarmują
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Nowy model AI przewiduje choroby z wyprzedzeniem 10 lat
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Tajemniczy "ciemny tlen" odkryty na dnie Pacyfiku
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Nowa metoda recyklingu plastiku. Rozłoży nawet PVC
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek
Jest ich mniej. Nawet w środowiskach, gdzie nie ingeruje człowiek