Cientistas aprenderam a gerar números aleatórios usando os fundamentos fundamentais do universo

Qualquer evento que nos pareça aleatório está longe de ser aleatório. Não podemos influenciá-los, mas somos capazes de analisar e encontrar a causa raiz deste ou daquele incidente. Na vida cotidiana, isso tem pouco efeito, mas para várias aplicações, por exemplo, em criptografia, a aleatoriedade desempenha um papel decisivo. Se eles se prestam à análise e previsão, o método de criptografia pode ser jogado no lixo. Mas onde procurar um caso real e imprevisível?

Fonte da imagem: Pixabay

A aleatoriedade real está sempre à mão e está no coração do nosso universo. De acordo com a teoria quântica de campos, o vácuo constantemente cria pares aleatórios de partículas e antipartículas. Estes são eventos verdadeiramente aleatórios que obedecem ao princípio da incerteza de Heisenberg. Estes são objetos inicialmente probabilísticos, cujas propriedades não podemos medir e prever simultaneamente. Esta é a moeda que não importa como você jogue, nunca criaremos nenhuma probabilidade estatisticamente significativa de cair.

Cientistas de institutos da Bélgica, Dinamarca e Itália conseguiram usar o nascimento de partículas virtuais na “espuma quântica”. Eles criaram um dispositivo relativamente compacto para gerar 100 Gb de dados aleatórios a cada segundo. Cada bit neste fluxo é uma partícula virtual aleatória do campo quântico.

A aparência de partículas virtuais há muito foi corrigida de uma forma ou de outra. Eles se manifestam nas nuances do funcionamento dos lasers e na dispersão de sua luz em vários compostos químicos. Os cientistas há muito procuram um método confiável para fixar partículas virtuais sem equipamentos complicados e pesados. Isso não pode ser usado na vida cotidiana.

Em um novo artigo na revista PRX Quantum, uma equipe internacional de cientistas propôs um dispositivo baseado em um detector homódino integrado que poderia detectar partículas virtuais várias vezes mais rápido que os análogos e sem uma quantidade significativa de equipamento adicional. O destaque do desenvolvimento foi a solução para reduzir interferências. Ele detectou a fonte de interferência potencial e levou em consideração seu efeito no sensor de partículas virtuais, o que aumentou drasticamente a sensibilidade para detectar fenômenos quânticos.

O resultado é uma plataforma em um chip capaz de gerar números aleatórios de forma confiável para todas as necessidades de criptografia e muito mais. Se haverá uma aplicação prática imediata para isso, os cientistas não podem prever, mas, devido ao crescente medo de quebrar a criptografia por plataformas quânticas, a necessidade de aleatoriedade real amadureceu há muito tempo.