天塌了!科学家真的创造出了“绝对真随机”!

众所周知,在经典物理的世界里,其实没有任何事物是“真正随机”的。

就算是抛硬币或掷骰子,它们最终的结果也都受到力学定律、空气阻力以及表面平滑度等隐藏物理法则的控制。只要参数算得足够精准,理论上结果都是可以预测的。

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同理,我们电脑和手机里用的随机数,也都是算法算出来的“伪随机”。这感觉就像电影《楚门的世界》里,那片看似无垠的天空背后,其实只是一块摄影棚的幕布。

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而为了寻找“真随机”,科学家们曾开发过“量子随机数生成器”。它的原理是在实验室里发射一颗光子去撞击一面分光镜。基于量子力学中波函数的概率本质,这颗光子有50%的概率会直接穿透,50%的概率会被反射。如果把穿透当做“0”,反射当做“1”,这就是理论上的真随机。

但理想很丰满,现实很骨感。这些量子硬件毕竟是在真实世界里打造出来的,难免会有微小的瑕疵或系统性偏差。到头来,只要这些随机数带有一丝偏向性,黑客就能顺藤摸瓜,算出那些用来保护我们核心数据的加密密钥。

遇事不决,量子纠缠?真正的突破来了!

苏黎世联邦理工学院团队发表在《自然》杂志上的一项震撼研究,成功实现了“设备无关的随机性放大”。

团队将两个超导量子比特分开放在相距30米的两端,并用低温微波通道连接,将温度冷却到接近绝对零度。接着,他们让微波光子在管道里来回穿梭,让这两颗量子比特产生“量子纠缠”。

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为什么要大费周章地相隔30米?这是为了确保两边在每次进行测量的极短时间内,就算信息以光速传播,也来不及互相通报。这一招直接堵死了两端“串供”的漏洞!这就让科学家得以对这两个量子比特进行极其严苛的、无漏洞的贝尔测试。

在实验中,他们并没有假装一开始就拥有完美的随机数,而是刻意输入带有微小瑕疵的随机数,以此来决定该怎么测量这两个纠缠的量子比特。

疯狂的测量与“宇宙盲盒”的开启

测量正式启动!

研究团队以每秒5万次的高频狂刷,在9小时内跑了13.1亿次贝尔测试,最终测得CHSH值达到了2.27!

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这其中的关键在于:简单来说,只要这个值超过了2,就代表量子间的相关性彻底打破了经典物理的隐藏规则——这就意味着,此时此刻,连宇宙自己都不知道下一秒会发生什么。

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最后,团队利用双过程提取器算法,把实验输出与额外的随机数一起处理,最终提炼出了大约4500万个由物理学定律硬核认证的、毫无偏差的完美随机数!

这项研究真正堪称“降维打击”的地方,在于它的“设备无关”属性。你不需要再去盲目相信硬件厂商有没有偷偷留后门,也不用担心仪器用久了老化出现偏差。只要你相信量子力学,这套系统就是绝对安全的。对于未来的数据安全、区块链加密,甚至是防止近期SSH客户端随机数漏洞那样的灾难来说,这堪称信息安全的“终极防护罩”。

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当然,这项技术暂时还不能马上搬进我们的手机里——毕竟,在口袋里塞一根30米长、接近绝对零度的制冷管,实在太疯狂了点。

但科学家们希望,未来这套系统能成为整个信息科技界的“随机数原子钟”

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它将提供由物理法则背书、永远不可预测的标准随机数源,让世界上所有需要绝对安全加密的系统,都能拥有一个最坚不可摧的基石。

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但问题来了,你觉得宇宙底层的物理规律,是随机的,还是一切都注定了的?

宇宙本质上,是否也是一台超级计算机?

你能给出答案吗?