Новые открытия раскрывают революционное создание, которое переопределяет наше понимание случайности

Исследователи из ETH Цюрих под руководством Ренато Реннера создали «идеальную кость», связав два кубита через 30-метровый туннель с помощью микроволновых фотонов, а затем уточнив результат с помощью двухисточникового извлекателя. Эксперимент, опубликованный в журнале Nature, дает случайные числа, чья непредсказуемость подтверждена физикой, что указывает на применения в криптографии и азартных играх, которые не могут быть достигнуты классическими генераторами.

• Основные выводы:
• • Команда ETH Цюрих под руководством Ренато Реннера связала 2 кубита на расстоянии 30 метров для получения сертифицированной случайности.
• • Исследование в Nature может укрепить криптографию, игровые системы и системы безопасности за пределами классических методов.
• • Открытия ETH Цюрих усиливают квантовое преимущество и могут изменить модели безопасности после 2026 года.

Внутри 30-метрового туннеля в Цюрихе два кубита обменивались микроволновыми сигналами, и получались числа, которые ни одна машина не смогла бы предсказать. Команда ETH Цюрих под руководством Ренато Реннера использовала запутанность и двухисточниковый извлекатель для создания потока случайных чисел, который подтвержден физикой, а не предположениями о оборудовании. Результат разрушает старое представление о детерминизме и указывает на практические задачи, такие как криптография и лотерейные системы. Опубликованная в Nature работа утверждает, что непредсказуемость — это не ошибка измерения, а встроенная особенность реальности.

Взрыв случайности: как квантовая физика бросает вызов детерминизму

Повседневная жизнь кажется предсказуемой, но квантовая физика постоянно выбивает почву из-под ног. На самых малых масштабах результаты отказываются быть зафиксированными, и эта неопределенность — не ошибка наших приборов, а способ поведения природы. Ученые давно задаются вопросом, можно ли извлечь из этого неустранимого хаоса чистую случайность. Исследователи из ETH Цюрих теперь говорят «да», и их доказательства впечатляют.

Эксперимент ETH Цюрих: первый в своем роде «идеальный кубит»

Под руководством криптографа Ренато Реннера команда создала то, что они называют «идеальной костью» — систему, которая выдает биты, предсказать которые невозможно, даже их создателям. Установка использовала квантовую запутанность между двумя кубитами, связанными микроволновыми фотонами на расстоянии примерно 30 метров. Измерения одного кубита коррелировали с другим, но отдельные результаты оставались фундаментально непознаваемыми.

Исходные результаты этих измерений затем были обработаны с помощью «двухисточникового извлекателя» — техники, которая очищает слабопредсказуемые входы и превращает их в доказуемо случайные выходы. Заявление основано на физике, а не на доверии к внутренним компонентам устройства. Иными словами, случайность подтверждается структурой эксперимента и самой квантовой теорией. Работа опубликована в Nature и опирается на десятилетия исследований тестов Белла, исключающих скрытые классические переменные.

Применения и квантовое преимущество

Этот подход отличается от типичных генераторов, основанных на алгоритмах или сложных внешних шумах. Здесь результат закреплен за законами квантовой механики. Немедленная цель — криптография, где безопасность ключа зависит от непредсказуемости. Банки, облачные провайдеры и модули аппаратной безопасности могут использовать эти сертифицированные биты для генерации ключей, безопасной загрузки и аутентификации с высоким уровнем риска.

Игры и лотереи тоже очевидные кандидаты, хотя масштабирование и стоимость определят темп внедрения. Исследователи также рассматривают результат как доказательство квантового преимущества — области, где классические машины не могут обеспечить такую гарантию. Для разработчиков и CISО практическое сообщение простое: энтропия, основанная на физике, может повысить уровень безопасности архитектур, которые все еще зависят от псевдослучайных семян.

Философский вопрос: хаос в сердце вселенной

Помимо инструментов и протоколов, результат подталкивает к долгосрочной дискуссии. Если некоторые результаты доказуемо выходят за рамки предсказания, то неопределенность — это не просто незнание, а встроенная часть реальности. Это подтверждает вероятностную интерпретацию квантовой механики и сокращает возможности скрытых детерминистских объяснений. Также это переосмысливает модели риска: некоторая неопределенность не может быть усреднена, ее можно только уважать и, как показано здесь, использовать.