Вчені навчилися генерувати по-справжньому випадкові числа за допомогою фундаментальних основ всесвіту

Будь-які події, що здаються нам випадковими, далеко не випадкові. Ми не можемо на них вплинути, але здатні проаналізувати і знайти першопричину тієї чи іншої події. У звичайному житті це мало на що впливає, але для низки застосувань, наприклад, у криптографії, випадковості відіграють визначальну роль. Якщо вони піддаються аналізу і передбаченню — метод шифрування можна викинути у смітник.

Справжня випадковість завжди під рукою і вона лежить в основі нашої світобудови. Згідно з квантовою теорією поля, вакуум постійно народжує випадкові пари частинок і античастинок. Це по-справжньому випадкові події, які пояснюються принципом невизначеності Гейзенберга. Це споконвічно ймовірнісні об'єкти, всі властивості яких ми не можемо одночасно виміряти і передбачити. Це та монетка, яку як не підкидай, жодної статистично значущої ймовірності випадання ми ніколи не створимо.

Використати народження віртуальних частинок у «квантовій піні» змогли вчені з інститутів Бельгії, Данії та Італії. Вони створили порівняно компактний прилад для генерації щосекунди 100 Гбіт випадкових даних. Кожен біт у цьому потоці - це випадкова віртуальна частинка квантового поля.

У підсумку вийшла платформа на чипі, здатна надійно видавати випадкові числа для всіх потреб шифрування і не тільки. Чи знайдеться цьому вже сьогодні практичне застосування вчені передбачити не беруться, але з огляду на побоювання щодо злому шифрувань квантовими платформами, потреба у справжній випадковості давно є.

Чому це дослідження може змінити весь світ? Для цього потрібно розуміти як сьогодні комп’ютери генерують випадкові числа. Проста відповідь на це питання полягає в тому, що вони не можуть генерувати дійсно випадкові числа. Принаймні, не самі по собі.

Люди створили комп’ютери, щоб вони були тим, чим не є ми, — повністю логічними машинами. Випадковість не в їхній природі. Зрештою, ви ж не хочете, щоб сервер спонтанно вирішив не слідувати логіці програми.

За своєю суттю комп’ютери — прості машини, які приймають дані і видають їх назад. Щоб комп’ютери могли генерувати випадкові числа, їм потрібне зовнішнє джерело випадковості. І це джерело варіюватиметься залежно від того, яким генератором випадкових чисел ви вирішите скористатися. Фактично наявні сьогодні на ринку рішення не є по-справжньому генераторами випадковий чисел. Що наражає індустрію криптовалют на небезпеку, оскільки за наявності достатньої потужності (квантового комп’ютера) наявні моделі шифрування можна буде зламати.

Рішення вчених, описане в науковій роботі, в перспективі може повністю змінити підхід до генерації випадкових чисел.