https://bodybydarwin.com
Slider Image

Μια κβαντική γεννήτρια τυχαίων αριθμών στο τηλέφωνό σας

2021

Ίσως δεν νομίζετε ότι είναι τόσο δύσκολο να είναι τυχαίο, αλλά η δημιουργία πραγματικά τυχαίων αριθμών είναι αρκετά δύσκολη ... και αυτά τα ψηφία υποκρύπτουν και προστατεύουν σχεδόν κάθε ψηφιακή συναλλαγή που κάνουμε. Οι πιο συνηθισμένοι υπολογιστές "είναι απολύτως ντετερμινιστικοί και ως εκ τούτου δεν είναι σε θέση να δημιουργήσουν αληθινά τυχαίους αριθμούς, όπως οι αναφορές του Physics World, με άλλα λόγια σχεδιάζονται να κάνουν τα πράγματα επαναλαμβανόμενα, την αντίθεση της τυχαιότητας. "γεννήτριες, οι οποίες είναι κοντά σε τυχαία αλλά όχι εντελώς, επιτρέποντάς τους να σπάσουν." Ένα πρόσφατα αποκαλυπτόμενο backdoor NSA περιλάμβανε ένα παράνομο μοτίβο "ψημένο" σε μια ομοσπονδιακά εγκεκριμένη γεννήτρια αριθμών, η οποία το έσπασε αποτελεσματικά.

Ένας τρόπος για να δημιουργήσετε τυχαίους αριθμούς είναι να μετρήσετε τυχαία φαινόμενα όπως ο θόρυβος σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα, αλλά αυτές οι διαδικασίες είναι συχνά υπερβολικά αργές ή δαπανηρές.

Τώρα, ωστόσο, οι ερευνητές δημιούργησαν μια κβαντική τυχαία γεννήτρια - ικανή να παράγει μακροχρόνιες σειρές ψηφίων που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα θεωρητικά άθραυστο κώδικα - χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά εξαρτήματα χαμηλού κόστους, συμπεριλαμβανομένης κάμερας κινητού τηλεφώνου. Αυτό είναι το πώς λειτουργεί, όπως σημειώνει το Physics World:

Οι ερευνητές] χρησιμοποίησαν μια φωτογραφική μηχανή οκτώ megapixel από ένα smartphone Nokia N9 για να δημιουργήσουν μια συσκευή που μπορεί να παραδώσει τυχαίους αριθμούς στα 1, 25 Gbit / s. Το σύστημα εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι η φωτογραφική μηχανή είναι τόσο ευαίσθητη ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μετρήσει τον αριθμό των φωτονίων που προσκρούουν σε κάθε μεμονωμένο εικονοστοιχείο. Το φως παρέχεται από μια συμβατική λυχνία LED, στην οποία τα ηλεκτρόνια και οι οπές συνδυάζονται για τη δημιουργία φωτονίων. Αυτή είναι μια κβαντική μηχανική διαδικασία και επομένως ο αριθμός των φωτονίων που παράγονται σε μια καθορισμένη χρονική περίοδο δεν είναι σταθερός, αλλά είναι τυχαίος.

Το blog του arXiv εξηγεί περαιτέρω:

Η κβαντική διαδικασία που εκμεταλλεύονται αυτοί οι τύποι είναι ο τρόπος που οι φωτεινές πηγές εκπέμπουν φωτόνια. Επειδή κάθε εκπομπή είναι μια κβαντική διαδικασία, η στιγμή της εκπομπής δεν μπορεί να προβλεφθεί. Έτσι, ο αριθμός των φωτονίων που εκπέμπει μια φωτεινή πηγή σε μια μονάδα χρόνου θα ποικίλει πάντοτε κατά ένα ποσό που είναι εντελώς τυχαίο. Είναι εύκολο να υπολογιστεί ο μέσος αριθμός ηλεκτρονίων που θα πρέπει να παράγει αυτή η διαδικασία, δεδομένης της πιθανολογικής φύσης της εκπομπής φωτονίων. Αλλά ο πραγματικός αριθμός των ηλεκτρονίων πρέπει να διαφέρει από έναν αριθμό που είναι τυχαίος. Αυτό παράγει ένα μοναδικό τυχαίο ψηφίο. Και επειδή μια ευαίσθητη στο φως διάταξη αποτελείται από πολλά εικονοκύτταρα που εργάζονται παράλληλα, είναι δυνατό να δημιουργηθεί μια μεγάλη ποσότητα τυχαίων ψηφίων από κάθε εικόνα.

Ο συγγραφέας της μελέτης Bruno Sanguinetti, στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης στην Ελβετία, είπε στο Physics World ότι τα συστατικά αυτής της γεννήτριας θα μπορούσαν να διαμορφωθούν σε ένα τσιπ που θα κόστιζε ένα "ζευγάρι δολάρια" και θα μπορούσε να τεθεί σε κινητές συσκευές. "Αν υπάρχει μια κβαντική τεχνολογία που όλοι σύντομα θα έχουν, αυτό είναι αυτό που είπε, αλλά Anthony Laing του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ προειδοποίησε ότι" θα μπορούσε να είναι δυνατό να σχεδιαστούν ορισμένες hacks βασισμένες σε κβαντικές καταστάσεις φωτός που έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά θορύβου, και οι συντάκτες αυτής της εργασίας θα έχουν χωρίς αμφιβολία μεθόδους για την αντιμετώπιση αυτών ».

Σε περίπτωση που είστε περίεργοι, μπορείτε να βρείτε τον δικό σας κβαντικό τυχαίο αριθμό εδώ, που δημιουργήθηκε από ένα διακομιστή που μετρά "τις κβαντικές διακυμάνσεις του κενού."

[Φυσική κόσμο / arXiv]

Πάρτε το από έναν πρώην κυβερνήτη του πάρκου: Κανένας δεν παλεύει

Πάρτε το από έναν πρώην κυβερνήτη του πάρκου: Κανένας δεν παλεύει

Τρόπος ενεργοποίησης των γονικών ελέγχων σε Netflix, Hulu και άλλες υπηρεσίες συνεχούς ροής

Τρόπος ενεργοποίησης των γονικών ελέγχων σε Netflix, Hulu και άλλες υπηρεσίες συνεχούς ροής

Χρειαζόμαστε ένα οπιοειδές 1000 φορές πιο ισχυρό από τη μορφίνη;  Το FDA το σκέφτεται.

Χρειαζόμαστε ένα οπιοειδές 1000 φορές πιο ισχυρό από τη μορφίνη; Το FDA το σκέφτεται.