
研究人员构建了一个突破性的随机数生成器,解决了一个关键问题:随机数生成器的每个步骤首次可以独立验证和审计,量子物理学确保这些数字真正不可预测。从网上银行加密到公平的彩票抽奖,随机数对于一切事物都至关重要,但当前的系统存在严重的局限性。基于计算机的生成器遵循可预测的算法——如果有人发现了起始条件,他们就可以预测所有未来的输出。测量电子噪声等物理过程的硬件生成器无法证明其随机性不是以某种方式预先确定或篡改的。这套由科罗拉多大学博尔德分校和美国国家标准与技术研究所的团队开发的新系统利用量子纠缠——爱因斯坦的“鬼魅般的超距作用”——来确保不可预测性。该装置创建具有共同量子特性的光子对,然后将它们发送到相距 110 米的测量站。当研究人员测量每个光子的属性时,量子力学确保结果本质上是随机的,并且不会受到测量站之间任何经典通信的影响。该团队创建了一个名为“Twine”的系统,该系统将随机数生成过程分散到多个独立方,每个步骤都记录在名为哈希链的防篡改数字账本中。这意味着没有任何一个组织能够控制整个过程,任何人都可以验证是否遵循了正确的程序。在为期40天的演示中,该系统在7,454次尝试中成功生成了7,434次随机数,成功率高达99.7%。每次成功运行都会产生512个随机位,其随机性的数学确定性受2^-64错误率的约束,这是一个极高的置信度。
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