量子计算机在 Scientific First 中生成真正的随机数

量子机器首次使用纠缠量子比特生成了一个被认证为真正随机的数字，展示了一种方便的功能，其物理性能甚至超出了最强大的超级计算机。

来自美国和英国的研究人员将现有的量子霸权实验重新用于Quantinuum 的56 量子比特计算机到掷上帝的骰子.结果是一个如此随机的数字，任何物理学都无法预测它。

量子技术对安全的电子通信如网络安全威胁增加.

计算机科学家 Rajeeb Hazra，Quantinuum 总裁兼首席执行官，说这是“一个关键的里程碑，它带来了量子计算坚定地进入实际应用领域。

几年前，德克萨斯大学奥斯汀分校的计算机科学家 Scott Aaronson 和 Shih-Han Hung提出了一种方法生成经过认证的随机位随机电路采样– 一种测试设备以最少的经典修补从其量子比特中榨取尽可能多的量子魔法的能力的方法。

“当我在 2018 年首次提出我的认证随机性方案时，我不知道我需要等待多长时间才能看到它的实验演示。”说亚伦森。

“建立在原始协议的基础上并实现它是使用量子计算机为实际加密应用程序生成经过认证的随机位。

当我们掷骰子、选牌或想出 1 到 10 亿之间的数字时，我们的行动是无数规则的组合，每条规则都像钟摆的摆动一样从根本上可靠和可预测。即使是像熔岩灯墙中的蜡漩涡是 - 理论上 - 命中注定的热力学.

尽管这个规则网络看起来很复杂，但事实上，它们都被物理学预先确定为具有单一结果，这为可以被足够智能的计算机利用的模式留下了空间。当您希望您的加密无法破解，或者您的龙与地下城半精灵圣骑士拥有真正随机的魅力分数时，这不是您想要的。

量子物理学遵循一组不同的规则，其中一条规则有自己的内置随机数生成器来确定粒子的属性。据我们所知，附近没有隐藏的因素可以让超级计算机巧妙地对冲它的赌注。

该团队将 56 个“量子骰子”的命运拼接在一起，并使用 Aaronson 和 Hung 的协议来最大限度地减少经典物理学的侵入，迫使 Quantinuum 的设备解决一系列依赖于其随机选择过程的问题。

为了确保最终结果符合适当随机性的要求，研究人员使用标准化基准测试协议它将 Quantum Server 的结果与理论理想进行了比较。

凭借每秒超过 100 万亿次作 （1.1百亿亿次浮点运算），计算机会给这个过程打分，很容易通过真正随机性的基准测试。这一结果毫无疑问，如果有足够的时间，该解决方案不包含一组高级超级计算机可能会发现和解开的漏洞。

使用量子不确定性生成随机比特并不新鲜本身。然而，通过互联网访问 Quantinuum 最近升级的 System Model H2 量子计算机来执行任务，该团队展示了“选择数字”的终极游戏很快就会被世界各地的几乎任何人玩。

“我们对认证量子随机性的应用不仅展示了我们的囚禁离子技术无与伦比的性能。”说Hazra，“但为提供强大的量子安全性和在金融、制造等行业实现高级模拟设定了新标准。

这项研究发表在自然界.

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