量子計算機在 Scientific First 中生成真正的隨機數(shù)

量子機器首次使用糾纏量子比特生成了一個被認證為真正隨機的數(shù)字，展示了一種方便的功能，其物理性能甚至超出了最強大的超級計算機。

來自美國和英國的研究人員將現(xiàn)有的量子霸權實驗重新用于Quantinuum 的56 量子比特計算機到擲上帝的骰子.結果是一個如此隨機的數(shù)字，任何物理學都無法預測它。

量子技術對安全的電子通信如網(wǎng)絡安全威脅增加.

計算機科學家 Rajeeb Hazra，Quantinuum 總裁兼首席執(zhí)行官，說這是“一個關鍵的里程碑，它帶來了量子計算堅定地進入實際應用領域。

幾年前，德克薩斯大學奧斯汀分校的計算機科學家 Scott Aaronson 和 Shih-Han Hung提出了一種方法生成經(jīng)過認證的隨機位隨機電路采樣– 一種測試設備以最少的經(jīng)典修補從其量子比特中榨取盡可能多的量子魔法的能力的方法。

“當我在 2018 年首次提出我的認證隨機性方案時，我不知道我需要等待多長時間才能看到它的實驗演示?！?a>說亞倫森。

“建立在原始協(xié)議的基礎上并實現(xiàn)它是使用量子計算機為實際加密應用程序生成經(jīng)過認證的隨機位。

當我們擲骰子、選牌或想出 1 到 10 億之間的數(shù)字時，我們的行動是無數(shù)規(guī)則的組合，每條規(guī)則都像鐘擺的擺動一樣從根本上可靠和可預測。即使是像熔巖燈墻中的蠟漩渦是 - 理論上 - 命中注定的熱力學.

盡管這個規(guī)則網(wǎng)絡看起來很復雜，但事實上，它們都被物理學預先確定為具有單一結果，這為可以被足夠智能的計算機利用的模式留下了空間。當您希望您的加密無法破解，或者您的龍與地下城半精靈圣騎士擁有真正隨機的魅力分數(shù)時，這不是您想要的。

量子物理學遵循一組不同的規(guī)則，其中一條規(guī)則有自己的內置隨機數(shù)生成器來確定粒子的屬性。據(jù)我們所知，附近沒有隱藏的因素可以讓超級計算機巧妙地對沖它的賭注。

該團隊將 56 個“量子骰子”的命運拼接在一起，并使用 Aaronson 和 Hung 的協(xié)議來最大限度地減少經(jīng)典物理學的侵入，迫使 Quantinuum 的設備解決一系列依賴于其隨機選擇過程的問題。

為了確保最終結果符合適當隨機性的要求，研究人員使用標準化基準測試協(xié)議它將 Quantum Server 的結果與理論理想進行了比較。

憑借每秒超過 100 萬億次作 （1.1百億億次浮點運算），計算機會給這個過程打分，很容易通過真正隨機性的基準測試。這一結果毫無疑問，如果有足夠的時間，該解決方案不包含一組高級超級計算機可能會發(fā)現(xiàn)和解開的漏洞。

使用量子不確定性生成隨機比特并不新鮮本身。然而，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問 Quantinuum 最近升級的 System Model H2 量子計算機來執(zhí)行任務，該團隊展示了“選擇數(shù)字”的終極游戲很快就會被世界各地的幾乎任何人玩。

“我們對認證量子隨機性的應用不僅展示了我們的囚禁離子技術無與倫比的性能?！?a>說Hazra，“但為提供強大的量子安全性和在金融、制造等行業(yè)實現(xiàn)高級模擬設定了新標準。

這項研究發(fā)表在自然界.

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