แม้ว่าเหตุการณ์ต่างๆ ในโลกมักจะคาดเดาได้ยาก แต่การสุ่มที่แท้จริงนั้นหายากอย่างน่าประหลาดใจ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ได้หันมาใช้กลศาสตร์ควอนตัมเพื่อหาวิธีแก้ปัญหา โดยใช้พฤติกรรมที่คาดเดาไม่ได้โดยเนื้อแท้ของโฟตอนเพื่อสร้างตัวเลขสุ่มอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นรากฐานของโปรโตคอลการเข้ารหัสสมัยใหม่จำนวนมาก ขณะนี้ การศึกษาใหม่สัญญาว่าจะทำให้กระบวนการสร้างตัวเลขสุ่ม
แบบควอนตัม
สามารถเข้าถึงได้มากขึ้น โดยแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะสร้างตัวเลขสุ่มที่ได้รับการรับรองได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ระบบที่สร้างขึ้นด้วยส่วนประกอบที่หาซื้อได้ง่าย เมื่อมีการใช้ตัวเลขเพื่อเข้ารหัสข้อมูลอย่างปลอดภัย การสุ่มของตัวเลขเหล่านั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง: สตริงของตัวเลขสุ่มอย่างแท้จริง
เป็นตัวเลขที่แฮ็กเกอร์ไม่สามารถคาดเดาได้ อย่างไรก็ตาม ในฟิสิกส์คลาสสิก กระบวนการทั้งหมด แม้แต่กระบวนการที่วุ่นวาย ถูกกำหนดขึ้นเอง ซึ่งทำให้การสุ่มที่แท้จริงเป็นไปไม่ได้ เพื่อแสดงให้เห็นสิ่งนี้ ผู้เขียนนำการศึกษาซึ่งเป็นนักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร ตั้งข้อสังเกตว่า
ตามปกติแล้ว การโยนเหรียญแบบง่ายๆ อย่างไรก็ตาม เขากล่าวต่อว่า “ถ้าคุณรู้มวลของเหรียญ ถ้าคุณเห็นเหรียญ ถ้าคุณดูลมได้ คุณก็จะทำนายได้ว่าเหรียญจะตกลงไปที่ใด” ดังนั้น การสุ่มแบบคลาสสิกจึงถูกจำกัดด้วยการมีอยู่ของข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพที่มีไว้เพื่อสร้างมันขึ้นมา
ในทางตรงกันข้าม ในโลกควอนตัม “มีกระบวนการพื้นฐานที่ไม่ได้กำหนดขึ้นเอง” นาธาน วอล์ค นักฟิสิกส์จาก ประเทศเยอรมนี และผู้ร่วมเขียนงานวิจัย กล่าว เขาเสริมว่าผลลัพธ์ของการวัดควอนตัมเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้โดยเนื้อแท้ เนื่องจากผลลัพธ์ของการวัดนั้นไม่ได้มีอยู่จริงในทางที่มีความหมายจนกว่า
การวัดจะเสร็จสิ้นและฟังก์ชันคลื่นของระบบได้พังทลายลงอย่างมีชื่อเสียงสุ่มแน่นอน
ในการพัฒนาเครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่ม (RNG) ผู้เขียนของการศึกษาไม่ได้มุ่งเน้นที่การสร้างการสุ่มเท่านั้น แต่ยังยืนยันว่าการสุ่มนี้เกิดขึ้นจากกระบวนการควอนตัมที่ไม่ได้กำหนดขึ้นเอง แทนที่จะเป็นสัญญาณ
รบกวน
แบบคลาสสิกโดยบังเอิญในการทดลอง “ไม่มีการทดสอบใดที่คุณสามารถทำได้กับชุดตัวเลขเพื่อบอกว่าเป็นการสุ่มหรือไม่” วอล์กโน้ต “คุณไม่สามารถรับรองสตริงได้ แต่คุณสามารถรับรองกระบวนการได้” และผู้ทำงานร่วมกันได้สร้างกระบวนการรับรองแบบควอนตัม ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นการวัดเพิ่มเติม
ในโปรโตคอลของพวกเขาสำหรับการสร้างตัวเลขสุ่ม พวกเขายังได้พัฒนาข้อพิสูจน์ทางทฤษฎีที่เข้มงวดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของมัน และแสดงให้เห็นว่าสามารถนำไปใช้ได้จริงโดยทำการทดลองโดยใช้แสงควอนตัม นักฟิสิกส์จาก ในสวิตเซอร์แลนด์กล่าวว่าขั้นตอนดังกล่าวมีความสำคัญต่อการสร้างระบบ
ที่ใช้งานได้จริงตามที่ “คุณต้องการมีอุปกรณ์ที่ผลิตใบรับรองจริง ๆ มิฉะนั้นคุณจะไม่ได้รับประโยชน์จากข้อได้เปรียบทางควอนตัมเลย” เขากล่าว ในการทดลองของพวกเขา นักวิจัยจะส่งแสงเลเซอร์ (สถานะโฟโตนิก) ไปยังอินพุตหนึ่งของตัวแยกลำแสง ในขณะที่อีกอินพุตหนึ่งจะถูกเก็บไว้เป็นโมฆะ
ส่งผลให้สัญญาณเป็นศูนย์ (สถานะสุญญากาศ) จากนั้นจึงวัดลำแสงเอาต์พุตคู่ที่ตามมาโดยใช้เครื่องตรวจจับสองตัวแยกกัน เนื่องจากแต่ละโฟตอนที่มาถึงตัวแยกลำแสงมีโอกาสเท่ากัน (50%) ที่จะถูกสะท้อนหรือส่งผ่าน ดังนั้นความแตกต่างระหว่างจำนวนโฟตอนที่ถูกบันทึกโดยเครื่องตรวจจับแต่ละตัว
จึงเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้ มันต้องเป็นการสุ่มตัวเลข Drahi อธิบาย เพื่อยืนยันว่าการสุ่มที่สร้างขึ้นด้วยวิธีนี้มีความน่าเชื่อถือและมีประโยชน์ นักวิจัยได้ทำการวัดสถานะโฟโตนิกอีกครั้งก่อนที่จะไปถึงตัวแยกลำแสง ในการวัดการรับรองนี้ สัญญาณไฟจะถูกยกเลิกหากไม่สร้างการสุ่มตามจำนวนที่ต้องการ
เมื่อสิ้นสุดการทดลอง สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้หากสัญญาณเลเซอร์มีโฟตอนน้อยหรือมากเกินไป น้อยเกินไป และจำนวนของเหตุการณ์ที่คาดเดาไม่ได้ที่เป็นไปได้จะต่ำเกินไปสำหรับการวัดที่จะสุ่มเพียงพอ มากเกินไปและเครื่องตรวจจับจะถึงค่าสูงสุด ทำให้สามารถคาดการณ์การวัดได้อย่างเต็มที่
การรวมการวัดการรับรองนี้หมายความว่านักวิจัยได้ตั้งทฤษฎีและสร้างอุปกรณ์ที่ไม่เพียงสร้างการสุ่มด้วยอัตราที่รวดเร็ว 8.05 กิกะบิตต่อวินาที แต่ยังรับประกันคุณภาพของการสุ่มนั้นแบบเรียลไทม์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้กล่าวว่า “การพัฒนากรอบอย่างเป็นทางการเพื่อตรวจสอบและรับรองการสุ่ม”
นี้โดดเด่น
แม้ว่าแนวคิดอื่น ๆ ในการศึกษาจะได้รับ สำรวจมาก่อน แหล่งกำเนิดแสง “ไม่น่าเชื่อถือ”การรวมการรับรองการสุ่มตามเวลาจริงของนักวิจัยในการทดลองของพวกเขายังส่งผลต่อการใช้งานที่เป็นไปได้ในอนาคต เนื่องจากกรอบทฤษฎีของการศึกษาพิสูจน์ให้เห็นว่าโปรโตคอล นั้นไม่ขึ้นกับอุปกรณ์
ที่ใช้ในการดำเนินการ ตัวอย่างเช่น แหล่งกำเนิดแสงที่ใช้สามารถ “ไม่น่าเชื่อถือ” การวิเคราะห์การสุ่มจะไม่ขึ้นกับข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับมัน ตราบเท่าที่สัญญาณไฟผ่านการวัดการรับรอง คุณสมบัติของอุปกรณ์ที่ผลิตจะไม่ส่งผลต่อคุณภาพของการสุ่มขั้นสุดท้าย ความยืดหยุ่นนี้หมายความว่าโดยหลักการแล้ว
ไปยังผู้เขียนร่วมบางคนในมอสโกวได้ “มันไปถึงที่นั่นและใช้งานได้จริง” เขากล่าว โดยสังเกตว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจัดส่งส่วนประกอบทั้งหมดสำหรับอุปกรณ์ควอนตัมที่แปลกใหม่กว่าข้ามทวีป ให้นักวิจัยคนอื่นรวบรวมส่วนประกอบเหล่านั้นเมื่อมาถึง จากนั้นสร้างแบบสุ่มได้สำเร็จ ตัวเลขด้วยความเร็วสูง
เช่นเดียวกัน การปฏิบัติจริงในระดับนี้ เมื่อรวมกับแนวทางที่เข้มงวดในการยืนยันการสุ่มของตัวเลขสุ่ม ตลอดจนสร้างตัวเลขเหล่านี้ ทำให้การศึกษานี้เป็นจุดเริ่มต้นที่มีแนวโน้มสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์ควอนตัมในโลกแห่งความเป็นจริงที่ให้การสุ่มที่แท้จริงอย่างน่าเชื่อถือ “มันอาจมีการใช้งานที่กว้างมาก”
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
