Bilim insanları, ilk kez “mükemmel' rastgele sayılar üretmeyi başardı

Araştırma ekibi, iki süperiletken kuantum çipi ve aralarında 30 metre uzunluğunda soğutulmuş bir tüp kullanarak bir sistem kurdu. Bu düzenek sayesinde, bir kuantum bitinin ölçümü diğerini anında etkilediği kuantum dolanıklığından yararlanarak onaylı rastgele sayılar üretilebildi.

Mükemmel rastgele sayılar üretmek sanıldığından çok daha zor

Rastgele sayılar, şifreleme, dijital kimlikler, piyangolar, blok zinciri sistemleri ve güvenli iletişim gibi birçok teknoloji için kritik öneme sahip. Ancak günümüzde kullanılan rastgele sayı üreteçleri bile küçük sapmalar içerebiliyor ve bazı sayıların diğerlerinden biraz daha sık ortaya çıkmasına neden olabiliyor. Çoğu kullanım alanında bu farklar önemsiz kabul edilse de, kriptografi alanında en küçük bir sapma bile saldırganların faydalanabileceği güvenlik açıkları yaratabiliyor.

ETH Zürih Fizik Bölümü profesörlerinden Renato Renner, “Garip gelebilir ama gerçekten mükemmel bir madeni para ya da zar yapmak neredeyse imkansız” diyor. Renner’a göre bir zar ne kadar simetrik ve pürüzsüz olursa olsun, atıldığında yüzlerinden biri diğerlerine göre az da olsa daha sık üste geliyor.

Ayrıca Bkz.Çin, yapay insan embriyolarını uzaya gönderdi

Araştırmacılar, fotonlar ve ışık ayırcılar kullanılarak yapılan kuantum rastgele sayı üreteçlerinin bile sistematik hatalardan veya önyargılardan tamamen arınmış olmadığını belirtti. Bu sorunu çözmek için ekip, kusurlu rastgeleliği onaylı kusursuz rastgeleliğe dönüştüren “rastgelelik yükseltme” adlı bir yöntem geliştirdi.

Mutlak sıfıra kadar soğutulan iki kubit kullanıldı

Deneyde, parçacıklar arasındaki dolaşıklığı doğrulamak için kuantum fiziğinde yaygın olarak kullanılan Bell testi uygulandı. Bilim insanları, mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara kadar soğutulan iki kubiti, çipler arasında hareket eden mikrodalga fotonlarıyla birbirine bağladı.

Renner, “Ortaya çıkan sıfır ve birler dizisi artık gerçekten kusursuz rastgele ve bunu sertifikalandırabiliyoruz” diyor. Bu başarıyı büyük bir teknolojik eşiği atlamaya bezeten Renner, "Teknik gelişmeler, ilk defa, rastgeleliklerini değerlendirmek için hangi analitik yöntemler kullanılırsa kullanılsın, sonsuza dek mükemmel bir şekilde rastgele kalacak sayılar üretmemizi sağladı." ifadelerini kullandı.

Araştırmacılar, geliştirilen teknolojinin gelecekte atom saatlerinin zaman standardı sağlaması gibi, güvenli dijital sistemler için güvenilir bir rastgelelik kaynağı haline gelebileceğini düşünüyor. Çalışmanın ayrıca güçlü şifrelemenin yüksek kaliteli rastgele sayılara dayandığı kuantum güvenli iletişim ağlarının gelişimine katkı sunabileceği belirtiliyor.