ETH Ang mga siyentipiko sa Zurich na pinangunahan ni Renato Renner ay nagbuo ng “perpektong dadas” sa pamamagitan ng pag-entangle ng dalawang qubit na konektado sa pamamagitan ng isang 30-metro tunnel gamit ang microwave photons, at pagpapabuti ng output gamit ang isang two-source extractor. Ang eksperimentong nailathala sa Nature ay nagbibigay ng mga random number na ang hindi pagkakakilanlan ay sertipikado ng pisika, na nagpapakita ng mga aplikasyon sa kriptograpiya at paglalaro na hindi kayang matumbalan ng mga klasikal na generator.
Mga Pangunahing Tala:
- Ang koponan ni Renato Renner sa ETH Zurich ay nag-link ng 2 qubit sa loob ng 30 metro upang makagawa ng sertipikadong randomness.
- Ang pag-aaral sa kalikasan ay maaaring mapalakas ang kriptograpiya, mga laro, at mga sistema ng seguridad kaysa sa mga klasikong paraan.
- ETH Ang mga natuklasan ng Zurich ay nagpapatibay sa quantum advantage at maaaring magbago ng mga modelo ng seguridad pagkatapos ng 2026.
Sa loob ng isang tunnel na 30-metro sa Zurich, dalawang qubit ang nagpalitan ng mga microwave na whispe at lumabas ang mga numero na hindi kayang pagdudahan ng anumang makina. Isang ETH team mula sa Zurich na pinangunahan ni Renato Renner ay gumamit ng entanglement at isang two-source extractor upang lumikha ng isang stream ng randomness na sertipikado ng pisika, hindi sa mga asumsyon tungkol sa hardware. Ang resulta ay humahagis sa lumang komportable paniniwala sa determinismo habang tumuturo nang direkta sa praktikal na mga stake tulad ng kriptograpiya at mga sistema ng loterya. Published in Nature, ang gawaing ito ay nagpapahiwatig na ang hindi pagkakapredictable ay hindi isang bug ng pagsukat kundi isang built-in na katangian ng realidad.
Pagbabago sa kaguluhan: Paano tinatakas ng quantum physics ang determinismo
Ang araw-araw na buhay ay tila maipagkakailang, ngunit ang quantum physics ay patuloy na tinatanggal ang sahig. Sa pinakamaliit na mga iskala, ang mga resulta ay tumutol na mabigyan ng tiyak na halaga, at ang kawalan ng katiyakan na ito ay hindi isang bug ng aming mga kasangkapan, kundi kung paano nag-uugali ang kalikasan. Mahigit sa isang panahon, ang mga siyentipiko ay nagtanong kung ang hindi maaaring bawasan na kaguluhan ay maaaring pagsamahin upang lumikha ng perpektong random. Ang mga mananaliksik sa ETH Zurich ay ngayon ay nagsasabi oo, at ang kanilang ebidensya ay nakakatamis.
Ang eksperimento ng ETH sa Zurich: Isang unang-uri-ng-kanyang-klase na perpektong d20
Pinunuan ng cryptographer na si Renato Renner, ang koponan ay nagbuo ng isang “perpektong dier,” isang sistema na naglalabas ng mga bit na hindi kayang hulaan ng sinuman, kahit ng mga tagapagtatag nito. Ang setup ay gumamit ng quantum entanglement sa pagitan ng 2 qubit na konektado sa pamamagitan ng microwave photons sa halos 98 paa. Ang mga pagtukoy sa isang qubit ay nakaugnay sa iba, ngunit ang mga indibidwal na resulta ay nananatiling fundamental na hindi malalaman.
Ang mga orihinal na resulta mula sa mga pagsukat ay pinroseso gamit ang isang “two-source extractor,” isang teknik na nagpapaliwanag ng mahinang random na input sa mga patunayang random na output. Ang klaim ay batay sa pisika, hindi sa pagtitiwala sa loob ng device. Sa ibang salita, ang randomness ay sertipikado ng istruktura ng eksperimento at ng sariling teorya ng quantum. Ang gawaing ito ay nakalathala sa Nature, at nagmumula sa mga dekada ng pananaliksik sa Bell test na naglalayong tanggalin ang mga nakatagong classical variables.
Mga aplikasyon at quantum advantage
Nagkakaiba ang pagkakasulot na ito sa karaniwang generator na nakasalalay sa mga algoritmo o kaguluhan sa kapaligiran. Dito, ang output ay nakabatay sa mga batas ng quantum mechanics. Ang agwat na direkta ay ang kriptograpiya, kung saan ang seguridad ng susi ay nabubuhay o namamatay sa pagkakaroon ng hindi matataas na pagkakataon. Maaaring gamitin ng mga bangko, mga provider ng cloud, at mga hardware security module ang mga sertipikadong bit na ito sa pagbuo ng susi, secure boot, at mataas na antas ng autentikasyon.
Ang gaming at loterya ay mga obvious na kandidato rin, bagaman ang scaling at gastos ang magdedesisyon sa bilis. Ang mga mananaliksik ay naglalagay din ang resulta bilang ebidensya ng quantum advantage, isang domain kung saan hindi kayang masakop ng classical machines ang garantya. Para sa mga developer at CISOs, ang praktikal na mensahe ay simpleng: ang physics-backed entropy ay maaaring itaas ang floor sa mga security architectures na patuloy pa ring nakikibatay sa pseudo-random seeds.
Isang pilosopikal na tanong: Kabaog sa puso ng uniberso
Hindi lamang sa mga kasangkapan at protokolo, ang resulta ay nagpapalakas sa isang matagal nang pag-uusap. Kung ang ilang mga output ay patotohanang nasa labas ng paghuhula, ang indeterminasyon ay hindi lamang kawalan ng kaalaman, kundi ito ay nakapaloob na sa katotohanan. Ito ay sumusuporta sa probabilistikong pananaw ng quantum mechanics at pinipigilan ang puwang para sa mga paliwanag na may nakatago ng determinismo. Ito rin ay nagbabago sa mga modelo ng panganib: ang ilang kawalan ng siguraduhan ay hindi maaaring palitan sa pamamagitan ng pag-averaging, kundi dapat igalang at, tulad ng ipinakita dito, gamitin.