量子新法生成“真正隨機”的數(shù)字

原標(biāo)題：量子新法生成“真正隨機”的數(shù)字

據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）官網(wǎng)消息，該機構(gòu)研究人員在12日出版的《自然》雜志上撰文指出，他們開發(fā)出一種新方法，可生成由量子力學(xué)保證的隨機數(shù)字。新技術(shù)超越了此前獲得隨機數(shù)字的所有方法，得到了“真正的隨機數(shù)字”，有助增強密碼系統(tǒng)的安全性。

隨機數(shù)字非常有用，它每天被使用數(shù)千億次來加密電子網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。但采用傳統(tǒng)系統(tǒng)生成的數(shù)字不可能是真正隨機的，因為傳統(tǒng)的隨機數(shù)字由軟件和設(shè)備生成，這些軟件和設(shè)備“先天不足”，且易受“噪音”等因素的影響，這意味著它們的輸出無法達到真正的不可預(yù)測。

NIST數(shù)學(xué)家彼特·比爾霍斯特進一步解釋說：“諸如翻轉(zhuǎn)硬幣之類的情況似乎是隨機的，但如果能看到硬幣確切的下落路徑，最終結(jié)果也是可以預(yù)測的。因此，很難保證給定經(jīng)典來源真正不可預(yù)測。量子力學(xué)在產(chǎn)生隨機性方面表現(xiàn)更好，量子隨機是真正的隨機，因為對處于‘疊加’狀態(tài)的量子粒子進行測量，得到的結(jié)果基本上是不可預(yù)測的。”

在最新研究中，NIST的科學(xué)家在被稱為“貝爾測試”的過程中，利用激光產(chǎn)生的光子生成了隨機數(shù)字。該方法使用強激光照射在特殊晶體上，晶體將光轉(zhuǎn)換成糾纏的光子對，測量這些光子為研究人員提供了“真正隨機”的數(shù)字。他們嘗試了55次、110次、210次貝爾測試，每次用光子產(chǎn)生兩個數(shù)字位（0和1），并從中提取出了1024個“真正隨機”的數(shù)字位，這些數(shù)字為0和1的概率幾乎一模一樣。

其他研究人員以前也曾使用貝爾測試來生成隨機數(shù)，但NIST的新方法首次彌補了貝爾測試中的“漏洞”，這些漏洞使非隨機數(shù)字看起來隨機。