ETH 蘇黎世的研究人員在 Renato Renner 的帶領下，透過在長達 30 公尺的隧道中以微波光子糾纏兩個量子位元，並使用雙源提取器優化輸出，打造了一個「完美骰子」。這項發表於《自然》的實驗產生的隨機數字，其不可預測性由物理學認證，有望在密碼學和遊戲等領域實現經典生成器無法比擬的應用。
重點摘要：
- 雷納托·倫納的 ETH 蘇黎世團隊在 30 米距離上連接了 2 個量子位，以生成經過認證的隨機性。
- 自然研究可超越古典方法，強化密碼學、遊戲和安全系統。
- ETH 蘇黎世的研究結果強化了量子優勢，並可能於 2026 年後重塑安全模型。
在蘇黎世一條30公尺長的隧道內，兩個量子位元交換著微波低語，最終產生了機器無法猜測的數字。由Renato Renner領導的ETH蘇黎世團隊利用量子糾纏與雙源提取器，生成了一串由物理定律而非硬體假設所認證的隨機數流。這項成果挑戰了決定論的傳統觀念，並直接指向密碼學與賭博系統等實際應用。Published in Nature的研究指出，不可預測性並非測量的缺陷，而是現實的內建特性。
顛覆隨機性：量子物理如何挑戰決定論
日常生活看似可預測，但量子物理卻不斷抽走我們的基礎。在最小的尺度上，結果無法被確定，而這種不確定性並非儀器的缺陷，而是自然的本質。科學家長期以來一直探問，這種不可簡化的混亂能否被利用來產生純粹的隨機性。現在，ETH蘇黎世的研究人員表示肯定，他們的證據令人驚嘆。
ETH 蘇黎世實驗：前所未有的完美骰子
由密碼學家雷納托·倫納領導的團隊打造了他們所稱的「完美骰子」，這是一個能輸出連創建者都無法預測的位元的系統。該設置利用了兩個通過微波光子相連、距離約 98 英尺的量子位之間的量子糾纏。對其中一個量子位的測量與另一個相關，但個別結果本質上仍不可知。
這些測量的原始結果隨後透過「雙源提取器」進行處理，這是一種將弱隨機輸入純化為可證明隨機輸出的技術。該主張基於物理學，而非依賴對設備內部的信任。換句話說，隨機性由實驗結構和量子理論本身認證。這項研究發表於《自然》期刊，並建立在數十年的貝爾測試研究之上，這些研究排除了隱藏的經典變量。
申請與量子優勢
這種方法與依賴演算法或雜亂環境噪音的典型生成器不同。這裡的輸出以量子力學定律為基礎。其直接目標是密碼學，因為密鑰的安全性取決於不可預測性。銀行、雲端服務提供商和硬體安全模組可將這些經過認證的位元用於密鑰生成、安全開機和高風險身份驗證。
遊戲和彩票也是明顯的候選領域，但擴展性和成本將決定進展速度。研究人員也將此結果視為量子優勢的證據，這是一個經典機器無法提供保證的領域。對於開發人員和首席資訊安全官而言，實際的訊息很簡單：基於物理的熵可以提升仍依賴偽隨機種子的安全架構的底線。
一個哲學問題：宇宙核心的混沌
除了工具和協議之外，這一結果推動了一場長期的辯論。如果某些輸出被證明無法預測，那麼不確定性不僅僅是無知，而是深植於現實之中。這支持了量子力學的概率觀點，並縮小了隱藏決定論解釋的空間。它也重新定義了風險模型：某些不確定性無法被平均掉，只能被尊重，並如本處所示，被加以利用。