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
Postawili na podwórku szopę z serwerami. Rachunki za prąd spały o 90 proc.
Postawili na podwórku szopę z serwerami. Rachunki za prąd spały o 90 proc.
Nowa cyfrowa legitymacja w mObywatelu. Opcja dla 385 tys. osób
Nowa cyfrowa legitymacja w mObywatelu. Opcja dla 385 tys. osób
Belgia otworzyła ikoniczny dworzec-most. Powstawał dwie dekady
Belgia otworzyła ikoniczny dworzec-most. Powstawał dwie dekady
Pasożytnicza królowa przejmuje kontrolę nad kolonią mrówek
Pasożytnicza królowa przejmuje kontrolę nad kolonią mrówek
Astronom wykrył nietypowe sygnały z tajnych satelitów zakłócających sprzęt
Astronom wykrył nietypowe sygnały z tajnych satelitów zakłócających sprzęt
Odkryli je pod lodem. Naukowcy: to wyjątkowe znalezisko
Odkryli je pod lodem. Naukowcy: to wyjątkowe znalezisko
Policjant żąda odblokowania telefonu. Czy trzeba się zgodzić?
Policjant żąda odblokowania telefonu. Czy trzeba się zgodzić?
Było zapisane w Biblii. Trzęsienie ziemi sprzed 2800 lat
Było zapisane w Biblii. Trzęsienie ziemi sprzed 2800 lat
Google Maps z nowymi funkcjami. Sprawdź, co dodano
Google Maps z nowymi funkcjami. Sprawdź, co dodano
To zjawisko przechyla Ziemię. Ma wpływ większy, niż sądzono
To zjawisko przechyla Ziemię. Ma wpływ większy, niż sądzono
Starożytny hymn Babilonu odtworzony dzięki sztucznej inteligencji
Starożytny hymn Babilonu odtworzony dzięki sztucznej inteligencji
"Wiedźmin 4" z nominacją do The Game Awards 2025. Rywalizuje z "GTA VI"
"Wiedźmin 4" z nominacją do The Game Awards 2025. Rywalizuje z "GTA VI"
MOŻE JESZCZE JEDEN ARTYKUŁ? ZOBACZ CO POLECAMY 🌟