研究人员在真随机数生成中取得了巨大的突破

一队物理学家声称已经开发出一种使用光子和量子力学定律的保证随机数发生器。

随机数用于保护通信,一个好的随机数发生器对于强加密至关重要。但确保这些数字的真是困难的。

数字生成器通常是从可能被篡改的数学公式或设备或预测的输出产生的。美国国家标准与技术研究院的研究人员是美国政府商业部门的一个实验室,他们相信他们提出了一种万无一失的方法来产生随机数。

它首先纠缠一对光子。然后将它们发送到分开大约187米的单个探测器,在那里测量光的偏振。长距离意味着光子不能相互作用。

由于光子纠缠,所以两种偏振态之间存在很强的相关性。该研究的首席作者,NIST数学家Peter Bierhorst向The Register解释说,该属性违反了Bell的不等式,这是一个描述量子力学不可预测性的证明。

“贝尔测试旨在排除'局部隐藏变量理论',这些理论认为实验结果是由被测量粒子的预先存在的局部属性决定的,”他解释说。

“如果我们排除这样一个理论,那么我们已经排除了预先存在的局部属性的可能性,因此测量结果实际上必须是由于测量时发生的随机性或不可预测性造成的。”

接下来,研究人员将测量信号转换为比特,每个光子为0或1的概率相等。超过5500万次Bell测试的试验运行,每次产生两个比特。研究人员能够提取1,024位来创建真正随机的数字串。

“很难保证给定的经典来源真的不可预测。我们的量子资源和协议就像一个安全防护。我们确信没有人能预测我们的数字,“Bierhorst 说。

“硬币翻转之类的东西可能看起来是随机的,但是如果能看到硬币的确切路径,它的结果可以预测,而量子随机性则是真正的随机性,我们确信我们是看到量子随机性,因为只有量子系统可以产生我们的测量选择和结果之间的统计相关性。“

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  • 原文链接http://www.theregister.co.uk/2018/04/11/nist_random_numbers_quantum_mechanics
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