เครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่มควอนตัมที่รวดเร็วพอดีกับปลายนิ้ว

เครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่มควอนตัมที่รวดเร็วพอดีกับปลายนิ้ว

ในไม่ช้า สมาร์ทโฟนอาจมาพร้อมกับแหล่งที่มาของตัวเลขสุ่มที่ขับเคลื่อนด้วยควอนตัม หลังจากที่นักวิจัยในจีนได้พัฒนาชิปตัวสร้างตัวเลขสุ่มเชิงควอนตัม (QRNG) ที่มีขนาดเล็กพอที่จะนั่งสบาย ๆ บนปลายนิ้ว ยิ่งไปกว่านั้น ชิปโทนิคในตัวใหม่ยังสร้างตัวเลขสุ่มที่อัตรา 18.8 กิกะบิตต่อวินาที ซึ่งเป็นอัตราที่สูงเป็นประวัติการณ์ซึ่งน่าจะทำให้เครื่องกำเนิดสามารถเชื่อมต่อกับความเร็วที่เพิ่มขึ้นของการสื่อสาร

ทางอินเทอร์เน็ต

ตัวเลขสุ่มมีประโยชน์ในการเข้ารหัสและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ รวมถึงการใช้งานอื่นๆ ตัวอย่างเช่น การเข้ารหัสต้องการแหล่งที่มาของตัวเลขสุ่มจริงที่ฝ่ายตรงข้ามหรือผู้ดักฟังที่ซับซ้อนไม่สามารถคาดเดาหรือควบคุมได้ ในทำนองเดียวกัน การสุ่มที่แท้จริงช่วยให้มั่นใจได้ว่าเทคนิคการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ 

เช่น เทคนิคที่ใช้ในการทำนายสภาพอากาศหรือการสร้างแบบจำลองโมเลกุลของโปรตีน ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ สำหรับจุดประสงค์ส่วนใหญ่ เมื่อใดก็ตามที่ไม่จำเป็นต้องมีการสุ่มในระดับสูง ตัวเลขสุ่มเทียมก็เพียงพอแล้ว ตัวเลขเหล่านี้ดูเหมือนสุ่ม แต่จริง ๆ แล้วเป็นส่วนหนึ่งของลำดับที่สร้างขึ้น

โดยสูตรโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าหมายเลขเมล็ด ซึ่งหมายความว่าหากแฮ็กเกอร์เรียนรู้หมายเลขเมล็ด พวกเขาสามารถทำนายลำดับของตัวเลขทั้งหมดได้ จึงกำจัดการสุ่มใดๆ โปรโตคอลความปลอดภัยที่ใช้ตัวเลขสุ่มหลอกจึงอ่อนแอ เนื่องจากแฮ็กเกอร์อาจเดาคีย์ที่ใช้สำหรับการเข้ารหัสได้

ในทางกลับกัน ตัวเลขสุ่มที่แท้จริง ซึ่งเป็นตัวเลขที่ไม่สามารถเดาหรือคาดหมายได้นั้นสร้างได้ยากมาก เพราะพวกมันต้องการต้นกำเนิดที่คาดเดาไม่ได้อย่างแท้จริง ในการค้นหาความสุ่มที่แท้จริง นักวิจัยได้หันมาวัดรังสีคอสมิกและสังเกตรูปแบบในโคมไฟภูเขาไฟ เปลี่ยนเสียงควอนตัมเป็นการสุ่มที่ใช้งานได้

โชคดีที่ยังมีแหล่งที่มาของการสุ่มที่แท้จริงที่สามารถเข้าถึงได้มากขึ้น: การซ้อนทับควอนตัม ในกลศาสตร์ควอนตัม ฟังก์ชันคลื่นสามารถอยู่ในสถานะซ้อนกันของหลายๆ สถานะได้ และทำการวัดแบบสุ่มเพื่อยุบฟังก์ชันคลื่นลงในสถานะใดสถานะหนึ่งเหล่านั้น  ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนสามารถอยู่ในสถานะ 

“สปินขึ้น” 

และ “สปินดาวน์” ที่ซ้อนทับกันเท่าๆ กัน และการวัดอิเล็กตรอนจะทำให้หนึ่งในสองสถานะสปินมีความน่าจะเป็น 50% มันเกือบจะเหมือนกับการโยนเหรียญ ยกเว้นว่าการโยนเหรียญนั้นไม่ใช่การสุ่มจริงๆ เนื่องจากคุณสามารถคาดเดาได้ว่าเหรียญจะออกหัวหรือก้อย หากคุณคำนวณแรงทั้งหมด

บนเหรียญอย่างแม่นยำ (การสะบัดนิ้ว การเคลื่อนไหวของลม และอื่นๆ บน). ในทางกลับกัน ผลการวัดของอิเล็กตรอนในตำแหน่งที่ทับซ้อนนั้นไม่สามารถคาดเดาได้ QRNG ที่พัฒนาโดยนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในเหอเฟย์และมหาวิทยาลัยเจ้อเจียงในหางโจว 

ใช้การตั้งค่าโดยแยกลำแสงเลเซอร์อ้างอิงออกเป็นสองส่วน และวัดความเข้มของลำแสงที่ส่งออกโดยใช้สารอินเดียม-แกลเลียม-อาร์เซไนด์ความเร็วสูงพิเศษ เครื่องตรวจจับโฟตอน ความแตกต่างของความเข้มทั้งสองนั้นได้รับผลกระทบจากความผันผวนของสถานะสุญญากาศที่เรียกว่าสถานะควอนตัม

ซึ่งมีโฟตอนเป็นศูนย์แต่ยังมีพลังงานเหลืออยู่ เมื่อคุณพยายามวัดคุณสมบัติของสถานะสุญญากาศ เช่น ขนาดของสนามไฟฟ้า หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กรับประกันว่าตามทฤษฎีแล้ว ผลลัพธ์จะเป็นตัวเลขสุ่มที่เลือกจากการแจกแจงแบบปกติ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ เสียงแบบคลาสสิก

เล็ดลอดเข้ามา ทำให้การวัดมีอคติและความสัมพันธ์ที่ไม่ต้องการ ซึ่งอาจช่วยให้แฮ็กเกอร์เดาตัวเลขที่สร้างขึ้นได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ นักวิจัยใช้อัลกอริธึมแบบคลาสสิกเพื่อลบความสัมพันธ์ที่ไม่ต้องการระหว่างการประมวลผลภายหลัง เหลือไว้เพียงตัวเลขสุ่มที่แท้จริงเท่านั้น จากนั้นตัวเลขเหล่านี้

จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลซึ่งผ่านชุดการทดสอบที่แสดงว่าเป็นการสุ่มอย่างแท้จริงสิ่งที่สุ่มในแพ็คเกจขนาดเล็กความปลอดภัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กมีความสำคัญมากขึ้นกว่าเดิมเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของ “อินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง” ซึ่งอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องใช้ในบ้านเชื่อมต่อ

กับอินเทอร์เน็ต QRNG สามารถปกป้องอุปกรณ์ดังกล่าวได้โดยการเสริมการเข้ารหัสแบบเดิมด้วยตัวเลขสุ่มอย่างแท้จริง แต่เพื่อให้มีประโยชน์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องเร็วพอที่จะสื่อสารผ่าน Wi-Fi หรืออินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ สำหรับสิ่งนี้ แหล่งที่มาของการสุ่มที่รวดเร็วนั้นไม่เพียงพอในตัวเอง: 

กระบวนการ

ผลิตที่พัฒนาโดยทีม ช่วยแก้ปัญหาความท้าทายในการย่อส่วนนี้ นักวิจัยไม่เพียงสร้างความเร็วสูงสุดเป็นประวัติการณ์ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่านั้น พวกเขายังสามารถบีบอัดส่วนประกอบที่สำคัญส่วนใหญ่ให้อยู่ในพื้นที่ 15 มม. 2ซึ่งมีขนาดประมาณหนึ่งในสิบของการ์ด micro-SIM ในขณะที่ชิปต้นแบบ

ในปัจจุบันยังคงต้องการแหล่งเลเซอร์ภายนอกและแอมพลิฟายเออร์ ทำให้แพคเกจทั้งหมดมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างมาก Zhang กล่าวว่าทีมงานตั้งใจที่จะพัฒนาเวอร์ชันต้นทุนต่ำ แม้ว่าจะมีอัตราการสร้างที่ช้ากว่าก็ตาม สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ หากประสบความสำเร็จ ชิปดังกล่าวจะทำให้ตัวเลขสุ่มที่แท้จริง

“เป็นองค์กรที่มีมาอย่างยาวนานในด้านพื้นฐานของฟิสิกส์เชิงสถิติ ซึ่งเพิ่งเริ่มมีบทบาทค่อนข้างมากสำหรับกล้องจุลทรรศน์ควอนตัม เนื่องจากความสามารถในการสำรวจที่ดีขึ้นในห้องปฏิบัติการ”มีราคาไม่แพงเพียงพอสำหรับแล็ปท็อปและสมาร์ทโฟนทุกวันส่วนประกอบโทนิคและอิเล็กทรอนิกส์

ที่ร้ายแรงที่สุดของเราเกี่ยวกับสาขาของกันและกัน และงานสัมมนาที่ทำให้ดีอกดีใจ เช่น งานว่าเป็นโค้ดแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม เราลืมจำนวนผู้เข้าร่วมที่แจ้งเราอย่างกระตือรือร้นว่าพวกเขาคาดหวังว่าการเข้าร่วมจะส่งผลให้เกิดโครงการและการวิจัยใหม่ เป้าหมายประการหนึ่งของความร่วมมือ คือการฝึกนักวิจัยรุ่นใหม่ให้มีความชำนาญทั้งในด้านวิทยาศาสตร์ข้อมูลเชิงควอนตัมและฟิสิกส์พื้นฐาน 

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์