Des nombres aléatoires peuvent désormais être générés à une vitesse record, le tout en utilisant des fluctuations quantiques : ScienceAlert

Choisi une carte, n’importe laquelle. Comme un magicien insaisissable, l’univers connaît déjà votre choix car les lois de la physique dirigent tout, du câblage neuronal aux contractions des muscles de votre main.

Mais si on vous demandait de choisir une particule dans une étendue vide de l’espace, vous pourriez avoir une chance de tromper l’univers. Parce que vous trouverez une forme de hasard pas comme les autres, un ingénieur a appris à en tirer parti dans sa recherche de l’imprévisible.

Grâce aux innovations développées par des chercheurs d’institutions en Belgique, au Danemark et en Italie, nous pouvons effectuer cette recherche en un temps record, en extrayant 100 gigaoctets de données du néant littéralement à chaque seconde.

Ce que vous considérez habituellement comme du hasard est, au mieux, le reflet de votre propre ignorance. Je ne veux pas te rabaisser. Un ami qui vient «au hasard» prendre un café sait à 100% qu’il va chez vous. C’est juste aléatoire parce que vous ne le savez pas.

De même, lancer une pièce de monnaie, lancer un dé, arriver une tempête ou l’impact d’un astéroïde ne sont pas vraiment des événements aléatoires non plus. Chacun est régi par un réseau complexe d’influences indirectes Ce qui, en théorie, peut être attendu individuellement si des connaissances suffisantes sont disponibles.

On ne peut pas en dire autant des systèmes quantiques. Zoomez sur la particule et vous découvrirez peut-être son emplacement, mais son énergie est un éventail de possibilités. Connaissez son énergie avec une précision absolue, et son emplacement deviendra une propriété inconnue étalée dans l’espace.

Jetez la particule et l’espace lui-même suivra les mêmes règles quantiques. Zoomez sur une zone vierge de néant, l’énergie actuelle inclurait des probabilités qui, en théorie, généreraient des particules.

Ces particules « virtuelles » ne sont pas non plus de simples concoctions de notre imagination. Ils existent, de manière quantique, apparaissant et s’anéantissant dans un éclair que nous appelons mousse quantique.

Connu depuis longtemps pour affecter un large éventail de phénomènes physiques, de la façon dont les lasers sont créés à la façon dont les liaisons chimiques diffusent la lumière, il n’est pas difficile de tirer parti de la mousse quantique au nom de la génération de données aléatoires. Un défi permanent est de trouver une méthode fiable qui ne nécessite pas beaucoup d’équipements qui peuvent ralentir le processus et rendre difficile son utilisation sur le terrain.

Les chercheurs à l’origine de cette dernière avancée ont montré comment un appareil appelé détecteur d’homodimère à l’équilibre intégré fournit des résultats plusieurs fois plus rapides que les détecteurs à l’équilibre conventionnels. autres nouvelles approchessans beaucoup de bagages supplémentaires.

Homodyne révélé Il mesure les caractéristiques du champ électrique d’un état quantique, ce qui est utile pour suivre le claquement, le crépitement et le crépitement des particules virtuelles.

Malheureusement, les états quantiques ont une habitude frustrante de s’emmêler avec les propriétés moins quantiques de leur environnement, ce qui les rend moins aléatoires que votre voisin qui emprunte à nouveau une tondeuse à gazon.

Pour faire face à ce « bruit » environnemental affectant les lectures de leur détecteur de symétrie, l’équipe a incorporé une technologie capable d’identifier et de prendre en compte les sources d’interférences potentielles, améliorant ainsi la sensibilité du système aux fluctuations aléatoires réelles.

Réduisez-le, le résultat final est une plate-forme à l’échelle de la puce capable d’injecter de manière fiable des nombres aléatoires pour tous vos besoins de cryptographie.

Alors que l’informatique devient plus puissante et que notre besoin de cacher des secrets aux regards indiscrets devient plus urgent, des moyens fiables de garantir que les données sont transmises en toute sécurité deviennent plus importants que jamais.

Cela signifie de grandes chaînes de code qu’aucun ordinateur ne peut même deviner.

Bien sûr, les nombres aléatoires sont utiles dans une grande variété de domaines, qu’il s’agisse de s’assurer que vos échantillons d’étude sont impartiaux ou de déterminer si votre coup de pied nain de niveau 5 de Dungeons & Dragons peut assommer un géant avec un missile magique.

Ils peuvent même faire un tour de magie à la fin.

Cette recherche a été publiée dans PRX Quantique.