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
Nibieskie psy w Czarnobylu. Co się dzieje?
Nibieskie psy w Czarnobylu. Co się dzieje?
Symetria między półkulami Ziemi zanika. To wpływa na pogodę
Symetria między półkulami Ziemi zanika. To wpływa na pogodę
Santander ostrzega przed telefonami. Podał kluczowe zasady
Santander ostrzega przed telefonami. Podał kluczowe zasady
Google pokazuje pierwszą reklamę stworzoną przez AI
Google pokazuje pierwszą reklamę stworzoną przez AI
Android 17. Google testuje rozbudowany Always On Display i tryb oszczędny w Mapach
Android 17. Google testuje rozbudowany Always On Display i tryb oszczędny w Mapach
Ocean Południowy wciąż pochłania CO2. Wskazują pomijany mechanizm
Ocean Południowy wciąż pochłania CO2. Wskazują pomijany mechanizm
Sprawdź paszport. Ten symbol zmienia wszystko
Sprawdź paszport. Ten symbol zmienia wszystko
Nowe tropy w sprawie odwrotu Napoleona. Badacze przebadali zęby żołnierzy
Nowe tropy w sprawie odwrotu Napoleona. Badacze przebadali zęby żołnierzy
Najbardziej jadowita ryba świata. Jak działa jad szkaradnicy?
Najbardziej jadowita ryba świata. Jak działa jad szkaradnicy?
Syberyjskie tatuaże. Na mumii sprzed 2 tysięcy lat
Syberyjskie tatuaże. Na mumii sprzed 2 tysięcy lat
Może uszkodzić sprzęt. Ekspert ostrzega przed popularną pastą termoprzewodzącą
Może uszkodzić sprzęt. Ekspert ostrzega przed popularną pastą termoprzewodzącą
YouTube podnosi jakość starych filmów. AI skaluje materiały nawet do 1080p
YouTube podnosi jakość starych filmów. AI skaluje materiały nawet do 1080p