Kvantseade toodab kaks gigabitti juhunumbreid sekundis
Maailmas on oma koht korrapäral ja oma koht juhuslikkusel. Selleks, et juhuslikkust oleks soovi korral käepärast piisavalt, on loodud juhuslike numbrite generaatoreid.
Nüüd on teadlased välja mõelnud ja valmis ehitanud uue kvantmehaanilise juhuslike numbrite generaatori, mis toodab palju juhuslikumaid numbreid kui tavaline generaator ja teeb seda eriti suurel kiirusel ja hulgakaupa.
Ettevõtte Toshiba Europe Cambridge'i uurimislabori teadlaste tehtud generaator kujutab endast lasertehnilist fotoonikakomponenti, mis on monteeritud elektroonilise integraalskeemi külge.
Teadlased kirjutavad ajakirjas Nature Electronics, et nende seade suudab sekundis toota tervelt kaks gigabitti täiesti juhuslikke numbreid.
Juhuslikke numbreid läheb praktiliselt vaja näiteks infovahetuse turvalisuse tagamiseks või statistikalisi võtteid kasutavate simulatsioonide tööks. Juhuslikud numbrid on seega päris nõutud kaup, mille kvaliteet ja kvantiteet on tarbijale tähtsad.
Tänapäeval laialt levinud juhuslike numbrite generaatorid on aga täpsemalt öeldes tegelikult pseudojuhuslike numbrite generaatorid.
Nad põhinevad deterministlikel ehk ettemääratult toimivatel algoritmidel, mille toodang ei ole päris ideaalne just kriitilise tähtsusega infovahetuse salajasuse hoidmiseks.
Kvantmehaanilised nähtused, mis ilmnevad näiteks üksikute aatomite või footonite tasemel, võivad olla aga tõeliselt juhuslikud, nii et nende täpset kulgu ei määra teadaolevalt ükski otsene põhjus.
Davide Marangon, Peter Smith, Andrew Shields ja nende kolleegid on suutnud nüüd lõimida kvantmehaanika fundamentaalse juhuslikkuse ühe tavalisele trükkplaadile monteeritud väikese komponendina tavalisse elektroonikaskeemi.
Generaator sisaldab kahte pisikest laserit, mis emiteerivad valgusimpulsse, mis omavahel segunevad.
Kvantmaailma juhuslike võbeluste ehk kvantmüra tõttu iseloomustab juhuslikkus ka impulsse moodustavate valguslainete faasi.
Kahe valguslaine kokku saamisel tekkiva interferentspildi intensiivsus muutub siis samuti täiesti juhuslikul moel.
Ülikiire detektor muundab intensiivsuse värelused elektrisignaaliks, ja selle oskavad elektroonikakomponendid juba täpselt sama juhuslikuks numbrijadaks teisendada.
