Cientistas russos anunciaram o método mais rápido de geração de números aleatórios quânticos

Cientistas da NUST MISIS e do Russian Quantum Center, junto com seus colegas estrangeiros, projetaram e construíram o gerador de números aleatórios quânticos mais rápido e acessível. A tecnologia pode formar a base para a produção de geradores comerciais de números aleatórios usados ​​em criptografia e para modelar sistemas complexos.

Fonte da imagem: NUST MISIS

Como um componente crítico de muitos algoritmos, incluindo criptografia e simulação numérica, geradores de números aleatórios prometem estar em demanda em uma variedade de setores. Em primeiro lugar, é a criptografia de dados, cuja descriptografia é ameaçada pelos computadores quânticos. Em segundo lugar, é usado em experimentos científicos. Terceiro, o campo da inteligência artificial. E com esses três itens, a demanda por verdadeiros geradores de números aleatórios não é limitada.

Instalação de laboratório. Fonte da imagem: NUST MISIS

Um novo método para gerar números verdadeiramente aleatórios foi proposto por cientistas da NUST MISIS, RCC, Oxford University, Goldsmiths College e Free University of Berlin. Ele é baseado no uso de propriedades quânticas dos fótons, que não podem ser falsificadas ou previstas. Além disso, os cientistas também propuseram um método de certificação em tempo real dos números aleatórios recebidos pelo gerador óptico e alcançaram números recordes nesta – 8,05 GB / s.

Diagrama de blocos de instalação. Fonte da imagem: publicado na Physics Review X

A configuração proposta é a seguinte. Uma fonte de fóton não confiável (laser) fornece radiação a uma das duas portas de entrada do divisor de feixe. Nada é alimentado para a segunda porta. Os fotodetectores estão localizados nas saídas do divisor de feixe. Como o divisor de feixe é simétrico, um fóton com a mesma e imprevisível probabilidade atingirá um detector ou outro. Os dados dos sensores são passados ​​pelo ADC e enviados a um circuito que conta os fótons e gera um verdadeiro número aleatório. Sua verdade é confirmada por um divisor de feixe assimétrico de entrada e um fotodetector, que contam os fótons que passaram para o sistema.

Diagrama de blocos da parte eletrônica do gerador de números aleatórios. Fonte da imagem: publicado na Physics Review X

«A tecnologia pode formar a base para a produção de geradores comerciais de números aleatórios usados ​​em criptografia e para modelar sistemas complexos. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Physics Review X ”, de acordo com um comunicado de imprensa do NUST MISIS.

Um exemplo do uso de tais geradores é o serviço de chamadas móveis criptografadas quânticas lançado no início deste mês na China. Em uma escala muito menor, números aleatórios gerados por quantum são usados ​​no smartphone “quantum” da Samsung, o que também confirma a demanda potencial por tais produtos.