لعبة الثلاث ورقات رغوة علمية
مصر:إيهاب محمد زايد
يمكن الآن إنشاء الأرقام العشوائية بسرعة قياسية ، كل ذلك باستخدام تقلبات الكم
اختيار بطاقة، أي بطاقة. مثل الساحر المراوغ ، يعرف الكون بالفعل اختيارك لأن قوانين الفيزياء توجه كل شيء من الأسلاك العصبية إلى تقلصات عضلات يدك.
ولكن إذا طُلب منك اختيار جسيم من مساحة فارغة من الفضاء ، فقد تكون لديك فرصة لخداع الكون. نظرًا لأنك ستجد شكلاً من أشكال العشوائية لا مثيل له ، فقد تعلم أحد المهندسين الاستفادة منه في بحثهم عن ما لا يمكن التنبؤ به حقًا.
بفضل الابتكارات التي طورها باحثون من مؤسسات في بلجيكا والدنمارك وإيطاليا ، يمكننا إجراء هذا البحث في وقت قياسي ، والحصول على 100 جيجا بايت من البيانات من العدم الحرفي كل ثانية.
ما تعتقده عادة كعشوائية هو ، في أحسن الأحوال ، انعكاس لجهلك. لا اقصد التقليل من شأنك. يعرف الصديق الذي يتفرج “ عشوائيًا ” لتناول القهوة بثقة مئة بالمئة أنهم ذاهبون إلى منزلك. إنه عشوائي فقط لأنك لا تعرفه.
وبالمثل ، فإن قلب عملة معدنية ، أو دحرجة الموت ، أو وصول عاصفة ، أو تأثير كويكب ليست أحداثًا عشوائية حقًا أيضًا. كل منها محكوم بشبكة معقدة من التأثيرات غير المباشرة والتي ، من الناحية النظرية ، يمكن توقعها بشكل فردي بمعرفة كافية.
لا يمكن قول الشيء نفسه عن الأنظمة الكمومية. قم بالتكبير بالقرب من الجسيم ، وقد تتعلم موقعه ، لكن طاقته هي طيف من الاحتمالات. تعرف على طاقتها بدقة مطلقة ، وسيصبح موقعها خاصية غير معروفة ملطخة عبر الفضاء.
تخلص من الجسيم ، وسيتبع الفضاء نفسه نفس القواعد الكمية. قم بتكبير رقعة فارغة من العدم ، ستشمل الطاقة الحالية احتمالات من شأنها ، من الناحية النظرية ، أن تولد الجسيمات.
هذه الجسيمات “الافتراضية” ليست مجرد تلفيقات لخيالنا أيضًا. إنها موجودة ، بطريقة كمومية ، تظهر وتفني في وميض نشير إليه بالرغوة الكمومية.
من المعروف منذ فترة طويلة أنها تؤثر على مجموعة واسعة من الظواهر الفيزيائية من طريقة إنشاء الليزر إلى كيفية تشتيت الروابط الكيميائية للضوء ، فليس من الصعب الاستفادة من الرغوة الكمومية باسم توليد البيانات العشوائية. يتمثل التحدي المستمر في إيجاد طريقة موثوقة لا تتطلب الكثير من المعدات التي يمكن أن تبطئ العملية وتجعل من الصعب استخدامها في الميدان.
أظهر الباحثون وراء هذا التقدم الأخير كيف أن جهازًا يسمى كاشف متجانس متوازن متكامل يقدم نتائج أسرع عدة مرات من الأساليب الجديدة الأخرى ، دون الكثير من الأمتعة الإضافية.
يقيس الكشف عن التماثل المتماثل ميزات المجال الكهربائي لحالة كمية ، وهو أمر مفيد لمتابعة تعقب الجسيمات الافتراضية بشكل مستمر ، وفرقعة ،
لسوء الحظ ، فإن الحالات الكمومية لديها عادة محبطة تتمثل في التشابك مع الخصائص الأقل كمية لبيئتها ، مما يجعلها أقل عشوائية من جارك الذي يستعير جزازة العشب مرة أخرى.
للتعامل مع هذه “الضوضاء” البيئية التي تؤثر على القراءات في كاشف التماثل الخاص بهم ، قام الفريق بدمج التكنولوجيا التي يمكنها تحديد مصادر التداخل المحتمل وأخذها في الاعتبار ، وتحسين حساسية النظام للتقلبات العشوائية الفعلية.
بعد تقليصه ، تكون النتيجة النهائية عبارة عن نظام أساسي على نطاق الرقاقة قادر على ضخ أرقام عشوائية بشكل موثوق لجميع احتياجات التشفير الخاصة بك.
مع تزايد قوة الحوسبة وأصبحت حاجتنا إلى إخفاء الأسرار عن أعين المتطفلين أكثر إلحاحًا ، تصبح الوسائل الموثوقة لضمان نقل البيانات بأمان أكثر أهمية من أي وقت مضى.
وهذا يعني وجود سلاسل كبيرة من التعليمات البرمجية لا يمكن لأي جهاز كمبيوتر أن يقترب من تخمينها.
بالطبع ، تعد الأرقام العشوائية مفيدة في مجموعة متنوعة من المجالات ، بدءًا من التأكد من أن عينات الدراسة الخاصة بك غير متحيزة إلى تحديد ما إذا كان بركلة قزمك من المستوى الخامس في الزنزانات والتنينات يمكنها ضرب العملاق بصاروخ سحري.
يمكنهم حتى صنع خدعة سحرية في نهاية المطاف.
تم نشر هذا البحث في PRX Quantum.
