ETH Zurich-მა შექმნა პირველი სერტიფიცირებული სრულყოფილი შემთხვევითი რიცხვები

ETH Zurich-მა კვანტური გადაჯაჭვულობის გამოყენებით შექმნა პირველი სერტიფიცირებული სრულყოფილი შემთხვევითი რიცხვები

ETH Zurich-ის მკვლევარებმა პირველად შექმნეს სერტიფიცირებულად სრულყოფილი შემთხვევითი რიცხვები კვანტური ექსპერიმენტის გამოყენებით. შედეგი, რომელიც ოთხშაბათს გამოქვეყნდა ჟურნალ Nature-ში, შესაძლოა შეცვალოს ის, თუ როგორ იღებენ ციფრული დაშიფვრისა და უსაფრთხოების სისტემები შემთხვევითობას.ethz

არასრულყოფილების სრულყოფილებად გარდაქმნა

გუნდმა, რომელსაც ფიზიკოსები რენატო რენერი და ანდრეას ვალრაფი ხელმძღვანელობდნენ, შეიმუშავა მეთოდი, რომელსაც ისინი “შემთხვევითობის გაძლიერებას” უწოდებენ — ტექნიკა, რომელიც იღებს არასრულყოფილ შემთხვევით რიცხვებს და კვანტური მექანიკის თავისებურებების გამოყენებით გარდაქმნის მათ დამტკიცებად მიუკერძოებელ შედეგად.phys

მათი სისტემა ეყრდნობა ორ ზეგამტარ კვანტურ ჩიპს, რომლებიც გაციებულია აბსოლუტურ ნულამდე და დაკავშირებულია 30-მეტრიანი მილით, რომლის მეშვეობითაც მიკროტალღური ფოტონები მოძრაობენ ჩიპებს შორის კვანტური გადაჯაჭვულობის შესაქმნელად. 30-მეტრიანი დაშორება გადამწყვეტია: ის უზრუნველყოფს, რომ გაზომვის დროს ინფორმაცია ვერ გაივლის ორ კუბიტს შორის სინათლის სიჩქარითაც კი, რაც ინარჩუნებს შემთხვევითობის მთლიანობას.ethz

არასრულყოფილი შემთხვევითი რიცხვების გენერატორი განსაზღვრავს თითოეულ კუბიტზე შესრულებული გაზომვის ტიპს. შემდეგ სპეციალიზებული ალგორითმი აძლიერებს მიღებული მონაცემების შემთხვევითობას. “ნულებისა და ერთების მიღებული თანმიმდევრობა ახლა ნამდვილად სრულყოფილად შემთხვევითია და ჩვენ შეგვიძლია ამის სერტიფიცირებაც კი”, – განაცხადა რენერმა ETH Zurich-ის პრესრელიზში.phys

ციფრული უსაფრთხოების ხანგრძლივი სტანდარტი

რენერმა ეს მიღწევა შეადარა “ქედის გადაკვეთას” და აღნიშნა, რომ “ტექნიკურმა გაუმჯობესებებმა საშუალება მოგვცა, პირველად შეგვექმნა შემთხვევითი რიცხვები, რომლებიც დარჩება სრულყოფილად შემთხვევითი მარადისობისთვის — არ აქვს მნიშვნელობა, რა ანალიტიკური მეთოდები იქნება გამოყენებული მათი შემთხვევითობის შესაფასებლად”.phys

მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ ტექნოლოგია შეასრულებს იმ როლს, რასაც ატომური საათები უზრუნველყოფს დროის აღრიცხვისთვის: შემთხვევითობის ფიზიკურად სერტიფიცირებული წყარო, რომელსაც სხვა სისტემები ენდობიან. აპლიკაციები შეიძლება მოიცავდეს დაშიფრულ კომუნიკაციებს, ციფრული იდენტობის ვერიფიკაციას, საჯარო შემთხვევითობის სერვისებს ლატარიებისა და ბლოკჩეინისთვის, და კვანტურად დაცულ საკომუნიკაციო ქსელებს.ethz

კვანტური შემთხვევითობის კვლევის ტალღაზე დაფუძნება

ETH Zurich-ის შედეგი მოვიდა დაახლოებით ერთი წლის შემდეგ, რაც JPMorgan Chase-ის, Quantinuum-ისა და აშშ-ის რამდენიმე ეროვნული ლაბორატორიის ცალკეულმა გუნდმა აჩვენა სერტიფიცირებული შემთხვევითობის გაფართოება 56-კუბიტიანი კვანტური კომპიუტერის გამოყენებით, რომელმაც გამოიმუშავა 71,000-ზე მეტი სერტიფიცირებული შემთხვევითი ბიტი, ვერიფიცირებული ეგზასკეილური სუპერკომპიუტერებით. ETH-ის მიდგომა ფუნდამენტურად განსხვავდება: შემთხვევითობის გაფართოების ნაცვლად, ის აძლიერებს არასრულყოფილ შემთხვევითობას სრულყოფილ შედეგამდე ბელის ტესტის მეშვეობით — კვანტური გადაჯაჭვულობის დადასტურების კარგად დამკვიდრებული მეთოდი — გამოყენებული მოწყობილობების შესახებ დაშვებებზე დაყრდნობის გარეშე.substack

“ყველაზე ძლიერი კრიპტოგრაფიული მეთოდებიც კი ისეთივე უსაფრთხოა, როგორც ის შემთხვევითი რიცხვები, რომლებზეც ისინი ეფუძნება”, – აღნიშნა ETH Zurich-ის გუნდმა. “რაც უფრო უკეთესია შემთხვევითობა, მით უფრო მტკიცეა დაშიფვრა — თუ ის სუსტია, მთელი სისტემა ხდება დაუცველი”.ethz