Wybierz kartę, dowolną kartę. Jak przebiegły magik, Wszechświat już zna twój wybór, ponieważ prawa fizyki kierują wszystkim, od połączeń neurologicznych po skurcze mięśni dłoni.

Ale jeśli zostaniesz poproszony o wybranie cząstki z pustego skrawka przestrzeni, możesz mieć szansę oszukać Wszechświat. Ponieważ znajdziesz tam formę przypadkowości jak żadna inna, inżynierowie nauczyli się wykorzystywać w swoich poszukiwaniach naprawdę nieprzewidywalnych.

Dzięki innowacjom opracowanym przez naukowców z instytucji w Belgii, Danii i we Włoszech możemy przeprowadzić to wyszukiwanie w rekordowym czasie, wyrywając 100 gigabitów danych z dosłownej nicości w każdej sekundzie.

To, co zwykle uważasz za przypadkowość, jest w najlepszym razie odbiciem twojej ignorancji. Bez urazy. Przyjaciel, który „przypadkowo” wpada na kawę, wie ze stuprocentową pewnością, że idą do twojego domu. To jest przypadkowe, bo o tym nie wiesz.

Rzut monetą, rzut kostką, nadejście burzy lub uderzenie asteroidy również nie są zdarzeniami losowymi. Każdym z nich rządzi złożona sieć efektów domina, które teoretycznie można indywidualnie przewidzieć, mając wystarczającą wiedzę.

Tego samego nie można powiedzieć o układach kwantowych. Zbliż się do cząstki, a możesz poznać jej położenie, ale jej energia to spektrum możliwości. Poznaj jego energię z absolutną precyzją, a jego położenie stanie się niepoznawalną właściwością rozmazaną w przestrzeni.

Porzuć cząstkę, a sama przestrzeń będzie podlegać tym samym zasadom kwantowym. Przybliż pusty skrawek nicości, obecna energia będzie zawierała możliwości, które teoretycznie generowałyby cząstki.

Te „wirtualne” cząstki nie są jedynie tworem naszej wyobraźni. Istnieją w sposób kwantowy, pojawiając się i unicestwiając w migotaniu, które nazywamy pianą kwantową.

Od dawna wiadomo, że wpływa na szeroki zakres zjawisk fizycznych, od sposobu generowania laserów po sposób, w jaki wiązania chemiczne rozpraszają światło, nie jest trudno wykorzystać piankę kwantową w imię generowania losowych danych. Ciągłym wyzwaniem jest znalezienie niezawodnej metody, która nie wymaga dużej ilości sprzętu, który może spowolnić proces i utrudnić zastosowanie w terenie.

Naukowcy stojący za tym najnowszym osiągnięciem pokazują, w jaki sposób urządzenie zwane zintegrowanym, zrównoważonym detektorem homodynowym zapewnia wyniki kilka razy szybciej niż inne nowatorskie podejścia, bez dodatkowego bagażu.

Detekcja homodyny mierzy cechy pola elektrycznego stanu kwantowego, co jest przydatne do ciągłego śledzenia trzasków, trzasków i trzasków wirtualnych cząstek.

Niestety, stany kwantowe mają frustrujący zwyczaj splątania się z mniej kwantowymi cechami ich środowiska, co czyni je mniej losowymi niż twój sąsiad, który znowu pojawia się, by pożyczyć twoją kosiarkę.

Aby poradzić sobie z tym „szumem” środowiskowym wpływającym na odczyty w ich detektorze homodynowym, zespół zintegrował technologię, która może identyfikować źródła potencjalnych zakłóceń i uwzględniać je, poprawiając czułość systemu na rzeczywiste wahania losowe.

Po zmniejszeniu, efektem końcowym jest platforma w skali chipa, zdolna do niezawodnego wypompowywania liczb losowych dla wszystkich Twoich potrzeb związanych z szyfrowaniem.

W miarę jak moc komputerów rośnie, a nasza potrzeba ukrywania tajemnic przed wścibskimi oczami staje się coraz bardziej nagląca, niezawodne sposoby zapewnienia bezpiecznego przesyłania danych stają się coraz ważniejsze.

Oznacza to duże ciągi kodu, których żaden komputer nie jest w stanie odgadnąć.

Oczywiście liczby losowe są przydatne w wielu różnych dziedzinach, od upewnienia się, że próbki do badań są bezstronne, po określenie, czy twój elf mag piątego poziomu w Dungeons and Dragons może trafić giganta magicznym pociskiem.

Mogli nawet zrobić ostateczną magiczną sztuczkę.

Badanie to zostało opublikowane w PRX Quantum.