Отримайте лише переклад. Не додавайте жодних коментарів, пояснень чи метатекстів:
Щодня ми обмінюємо секрети через мережі. Цей обмін залежить від однієї слабкої речі – випадковості.
Енкриптика не є дивом. Це математика, прихована у непередбачуваності. Якщо ви можете передбачити наступне число, ви можете зламати систему захисту. Більшість сучасних цифрових систем використовують псевдовипадкові числа. Вони здаються непередбачуваними, але насправді вони підкоряються певним правилам. Це приховані, тонкі, передбачувані правила.
Традиційні комп’ютери є детерміністськими пристроями. Вони обробляють числа 1 і 0 з допомогою транзисторів, які можуть вгадати правильний результат. Вони не можуть кинути монету… Принаймні не по-справжньому.
Квантовий комп’ютер не піддається обману. Він одразу розпізнає закономірності. Тому нам потрібне щось гірше, ніж шум. Нам потрібен істинний хаос.
“Для комп’ютера дуже складно створити випадкове число … Все, що відбувається в галузі логіки, в основному передбачувано”, – говорить Ренато Реннер з ETH Zurich.
Зав’язаний хаос
Запроваджується квантовий біт. Він залишається нерухомим. Класичний біт може бути або 0 або 1. А квантовий біт може містити нескінченну кількість станів одночасно. Він існує у стані невизначеності. Тільки після виміру він стає однозначним результатом. Нова система використовує це для створення випадковості, яку обчислювальне зусилля не може подолати.
Дослідники помістили два квантові біти у вакуумі, при температурі майже рівній нулю. У протилежних кінцях тридцятиметрової трубки. Чому так далеко? Щоб зовнішній світ було проникнути сюди. Жодних прихованих змінних. Жодної класичної фізики не може вплинути на результат. Квантові біти були пов’язані один з одним через дивні закони квантової механіки. Якщо виміряти один біт, ви знаєте інший. Або принаймні думаєте, що знаєте.
Ця установка була протестована на зображенні вівці. Пікселі перетворилися на ймовірність. Результат? Безладний набір кольорів та шуму. Не можна розібратися. Навіть для квантового супротивника.
Підтверджений шум
Довіра – це другий компонент безпеки. Ви не можете просто повірити, що число є випадковим. Потрібно довести це. Команда провела тест Белла. Близько півтора мільярда таких тестів.
Цей тест перевіряє “локальний реалізм” – тобто, перевіряє, чи не приховують частки певний результат. Результати показали, що ні.
“Наша установка дозволяє проводити безліч тестів Белла з високою швидкістю”, – каже співавтор Андреас Валлраф.
Що цікаво? Другий квантовий біт виконує роль пристрою, що перевіряє. Раніше спроби створення випадковості в квантових комп’ютерах зазвичай покладалися на пристрій. Але цей метод перевіряє самустрій. Якщо не виконується кореляція, число відкидається. Тільки ті, які непередбачувані, проходять перевірку.
Нескінченна проблема
Квантові комп’ютери, які здатні зламати сучасну енкриптику, все ще є теоретичними пристроями. Можливо, це далеко у майбутньому. Але чи погана випадковість? Вона вже тут. Вікіпедія перераховує десятки випадків злому через погане генерування чисел. Це не теорія. Реальні гроші втрачено. Реальні ключі вкрадені.
Цей спосіб працює сьогодні та завтра. Незалежно від того, чи будете ви ховатися від суперкомп’ютера у 2025 році чи квантового гіганта у 2050 році, вам потрібна непередбачуваність.
Тож чи може бути ідеальна випадковість? Можливо. Але поки що ми не створили машини, які можуть думати про ймовірність, краще навчитися довіряти квантовому хаосу. Тому що закономірності ніколи не дурять.
