Экспериментально доказана истинная случайность квантового хаоса

Генератор случайных чисел Quantis

В противовес случайности, симулируемой компьютерными программными продуктами, квантовая случайность является не исчисляемой, т.е. ряд чисел, генерируемых здесь не может быть воспроизведен каким-либо алгоритмом генератора случайных чисел. Это удалось доказать с использованием тестов на хаотичность, разработанных в рамках алгоритмической информационной теории.

Международная группа математиков подтвердила на практике, что генераторы случайных чисел, основанные на квантовом хаосе, действительно выдают поток случайных чисел.

Программные генераторы случайных чисел используют для работы конкретные алгоритмы, поэтому с точки зрения математики полученные таким образом последовательности чисел не являются случайными (они получили название псевдослучайных). Данную проблему решают физические генераторы, которые работают на квантовом хаосе (квантовомеханических процессах).

В рамках новой работы, среди прочего, специалисты использовали подобный генератор под названием Quantis. Сравнение полученного потока они проводили с числами, сгенерированными несколькими программами, еще одной группой физиков в рамках проекта Vienna IQOQI, а также строками цифр из записи числа Пи. Для работы математики использовали строки длиной 232 знаков.

В рамках работы ученые на практике проверяли так называемую алгоритмическую случайность выдаваемого генератором потока чисел. Данный тип случайности является одним из самых сильных: он означает, что для любого алгоритма данный поток будет представляться случайным. Вообще говоря математикам не удалось строго доказать данное свойство, однако их результаты могут служить подтверждением гипотезы о том, что квантовый хаос (а, следовательно, и квантовые процессы) дает действительно случайные числа. Последний факт является принципиально важным в сфере шифрования-расшифровки информации и создании компактных квантовых генераторов случайных чисел с использованием современных нанотехнологий.

Примечательно, что раньше ученым уже удалось доказать, что квантовый хаос позволяет получать строчки, невычислимые с помощью машины Тьюринга (стандартной программы, работающей по заданному алгоритму). Это означает, что не существует алгоритма, который выдавал бы в точности ту же строчку, что и генератор случайных чисел.

По результатам исследований представлен препринт, доступен на сайте arXiv.org: Cristian S. Calude, Michael J. Dinneen, Monica Dumitrescu, Karl Svozil Experimental Evidence of Quantum Randomness Incomputability. − arXiv:1004.1521v1 [quant-ph].

Опубликовано в NanoWeek,


Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (10 votes)
Источник(и):

1. Lenta.ru