Как известно, случайные числа играют огромную роль для компьютерных вычислений. Сейчас генерацией случайных чисел занимаются специально созданные алгоритмы, но они создают условно случайные числа.
Но научной группе из Университета Брауна удалось найти способ использовать флуктуации квазичастиц и таким образом создавать миллионы действительно случайных чисел в секунду. В этом материале мы поговорим об этом открытии и его важности для современного компьютерного мира.
Зачем вообще нужны генераторы случайных чисел
Генераторы случайных чисел играют важную роль в современном компьютерном обеспечении, но чисто технически они (генераторы) не полностью отвечают своему названию.
Ведь алгоритмы, которые и отвечают за генерацию случайных чисел, по-прежнему детерминированы (то есть определяемы), а это значит, что любой, у которого есть достаточно информации о принципе работы алгоритма, в принципе способен обнаружить закономерности и, таким образом, спрогнозировать полученные в будущем числа.
Итак, существующих генераторов случайных чисел вполне хватает для развлекательных целей, но вот для масштабных научных симуляций или же для обеспечения надежной кибербезопасности нужны настоящие случайные числа.
Квантовый мир дает возможность создавать подлинные генераторы случайных чисел
Итак, в поисках действительно случайных чисел ученые обратились к странному квантовому миру. Так вот научная группа из Университета Брауна решила использовать в своей новой научной работе так называемые Скирмионы – не совсем частицы, а эффекты, возникающие из-за особого расположения электронов.
Так вот данный эффект начинается с того, что абсолютно все электроны в материале обладают спином, направленным в одном направлении. Но когда на данный материал оказывается воздействие электричеством или же магнитным полем, материал начинает возбуждаться, и некоторые электроны изменяют свои спины на противоположные.
При этом также искажаются спины соседних электронов вокруг электрона с перевернутым спином и потом создается так называемый эффект водоворота, который ученые и называют скирмионом.
Так вот в новой лабораторной работе ученые создали тончайшие магнитные пленки с дефектами, которые и удерживали скирмионы на месте. Это заставило их случайным образом менять свой размер, оборачиваясь вокруг других рядом, расположенных «центров закрепления», расширяясь и сжимаясь в размерах.
А различные размеры скирмионов образуют различное напряжение в материале, которое как раз можно измерить и, таким образом, получить искомые строки с действительно случайными числами.
Так вот, как подсчитали ученые, таким вот образом данный метод может позволить генерировать до 10 миллионов случайных чисел всего за одну секунду.
Ученые убеждены, что открытый ими способ генерации случайных чисел может найти самое широкое применение в кибербезопасности, да и в других сферах также будет востребован.
Ну что ж, окажется ли это правдой, и мы с вами увидим квантовые генераторы случайных чисел повсюду, или эта работа останется только в стенах лаборатории, покажет только время.
Ну а если вам понравился текущий материал, то не забудьте его оценить, а также подписаться на канал, чтобы не пропустить новые публикации. Спасибо за ваше внимание!