Создан генератор абсолютно случайных чисел на основе квантовой запутанности

Физики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха сообщили о создании системы, которая генерирует доказуемо непредсказуемые случайные числа на основе квантовой запутанности. Эксперимент позволил получить последовательность битов, случайность которой подтверждена фундаментальными законами квантовой механики.

В установке использовались два запутанных кубита, расположенных на расстоянии 30 метров друг от друга и охлажденных почти до абсолютного нуля. За девять часов исследователи провели более миллиарда измерений в рамках теста Белла. Зафиксированные корреляции между состояниями кубитов превысили пределы, допустимые для классических теорий со скрытыми параметрами, что позволило исключить детерминированные объяснения полученных результатов.

Эксперимент продемонстрировал так называемое усиление случайности. Ученые изначально использовали источник с неполной случайностью и преобразовали его в последовательность, непредсказуемость которой была математически доказана. Ранее считалось, что подобное усиление невозможно без квантовых эффектов.

Полученный метод не зависит от доверия к аппаратному обеспечению: подтверждение случайности основано на наблюдаемом нарушении неравенств Белла, а не на внутренних свойствах устройств. Это отличает систему от традиционных генераторов случайных чисел, в том числе аппаратных решений, которые могут содержать скрытые дефекты или уязвимости.

Разработчики заявили, что созданная схема может использоваться в качестве физически верифицируемого эталона случайности — подобно тому, как атомные часы служат эталоном времени. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Nature.