Квантовый генератор подлинных случайных чисел

11.04.2025

Создание настоящих случайных чисел долгое время оставалось сложной задачей для науки. Несмотря на развитие технологий, классические компьютеры, основывающиеся на детерминированных алгоритмах, не способны генерировать полностью случайные последовательности. Однако с появлением квантовых вычислений ситуация изменилась. Впервые ученым удалось достичь сертифицированной случайности, используя 56-кубитный квантовый компьютер.

Исследователи из JPMorgan Chase, Quantinuum, Аргоннской национальной лаборатории, Окриджской национальной лаборатории и Техасского университета в Остине провели эксперимент, в котором квантовый компьютер генерировал случайные числа, а классический суперкомпьютер проверял их истинную случайность. Этот успех открывает новые перспективы для использования квантовых вычислений в практических задачах, в частности в криптографии, где требуются действительно случайные биты для шифрования данных.

Теоретическую основу для этого эксперимента разработал профессор компьютерных наук Техасского университета в Остине и директор Центра квантовой информации Скотт Ааронсон. Еще в 2018 году он предложил протокол сертифицированной случайности, который теперь был впервые реализован на практике. В соавторстве с бывшим научным сотрудником Ши-Хан Хунгом он не только заложил математическую модель эксперимента, но и обеспечил аналитическую поддержку для его успешного проведения.

Этот эксперимент представляет собой важный шаг в эволюции квантовых вычислений, доказывая их способность выполнять задачи, недоступные классическим системам. Сертифицированная случайность означает, что полученные числа действительно не имеют предсказуемой структуры и не зависят от внешних факторов, что делает их идеальными для криптографических приложений и научных исследований.

Скотт Ааронсон отметил, что еще несколько лет назад не мог предположить, когда его идея получит практическое подтверждение. "Развитие оригинального протокола и его экспериментальная демонстрация - это первый шаг к использованию квантовых компьютеров для создания сертифицированных случайных битов в реальных криптографических приложениях", - подчеркнул он.

Проведенное исследование открывает перспективы для дальнейшего изучения квантовой случайности и внедрения квантовых технологий в повседневную жизнь. В будущем подобные разработки могут привести к созданию абсолютно защищенных систем связи и новых методов обработки данных, превосходящих возможности современных технологий.

<< Назад: Качество дружбы важнее количества друзей 11.04.2025

>> Вперед: Употребление морепродуктов полезно для детского мозга 10.04.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Солнечные элементы для систем передачи лазерной энергии 04.07.2021 Институт Фраунгофера Solar Energy Systems ISE утверждает, что достиг 68,9% скорости эффективность преобразования солнечного элемента III-V , которые могут быть использованы в системах лазерной энергии трансмиссий. "В этой новой форме передачи энергии, энергия лазера доставляется либо по воздуху, либо через оптическое волокно в фотоэлектрический элемент, свойства которого соответствуют мощности и длине волны монохроматического лазерного света", - пояснили ученые. "По сравнению с традиционной передачей энергии по медным проводам, системы питания с помощью света особенно полезны для приложений, которые требуют, например, гальванически изолированного источника питания, защиты от молнии или взрыва, электромагнитной совместимости или полностью беспроводной передачи энергии". Системы передачи энергии лазера мало чем отличаются от систем передачи энергии, основанных на микроволновой технологии. Эти системы преобразуют источник питания в излучатель, который генерирует направленное электромагнитное излучение, которое впоследствии поглощается приемником. Последний может затем преобразовать эту энергию в электричество, тепло или водород. Эти системы могут использоваться, среди прочего, для мониторинга ветряных турбин и высоковольтных линий, а также датчиков топлива в баках самолетов и пассивных оптических сетей. Ячейка была построена из слоев, выращенных на подложке из арсенида галлия, которую затем удаляли, а на заднюю поверхность оставшейся ультратонкой полупроводниковой структуры было нанесено высокоотражающее зеркало. Отражатель был оптически оптимизирован за счет комбинации керамики и серебра, а поглотитель ячейки был основан на арсениде галлия, легированном азотом, и арсениде алюминия-галлия p-типа. Другие исследователи Fraunhofer ISE в апреле достигли КПД преобразования 35,9% для монолитного трехпереходного солнечного элемента III-V на основе кремния . В августе 2020 года исследовательский институт объявил об эффективности преобразования 25,9% для тандемных солнечных элементов III-V, выращенных непосредственно на кремнии. Этот элемент представляет собой модифицированную версию солнечного элемента III-V с КПД 34,5%, который производится с помощью процесса, известного как прямое соединение пластин, при котором слои III-V сначала наносятся на подложку из арсенида алюминия- галлия (GaAs), а затем прессуются все вместе.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025