美国科罗拉多大学博尔德分校和国家标准与技术研究院的研究团队合作开发出一种突破性的随机数生成器。该系统首次实现了每个随机数生成步骤的独立验证和审计,利用量子物理确保这些数字的真正不可预测性。来源
随机数对于在线银行加密以及公平的抽奖活动至关重要,但现有系统存在严重的局限性。计算机生成器依赖可预测的算法,一旦有人发现初始条件,便可以预测所有未来输出。而基于硬件的生成器虽然测量物理过程如电子噪声,却无法证明其随机性没有被预先设定或篡改。
新系统使用量子纠缠——爱因斯坦所谓的“远距离幽灵行动”——确保不可预测性。它创造成对的光子共享量子属性,然后将它们发送到相距110米的测量站。研究人员测量每个光子的属性时,量子力学确保结果是根本随机的,无法受到任何经典通信的影响。
团队创建了一个名为“Twine”的系统,将随机数生成过程分布到多个独立方之间,每一步都记录在称为哈希链的防篡改数字账本中。这意味着没有单一组织控制整个过程,任何人都可以验证是否遵循了正确的程序。在为期40天的演示中,该系统在7454次尝试中成功生成了7434次随机数,成功率为99.7%。每次成功运行都生成了512个随机位,其随机性的数学确定性由2^-64的误差率限制,达到极高的置信水平。