Otrzymuj tylko tłumaczenie. Nie dodawaj żadnych komentarzy, wyjaśnień ani metatekstu:
Codziennie wymieniamy się sekretami za pośrednictwem sieci. Ta wymiana opiera się na jednej słabej rzeczy – szansie.
Zaszyfrowanie nie jest cudem. To matematyka ukryta w nieprzewidywalności. Jeśli potrafisz przewidzieć następny numer, możesz zhakować system bezpieczeństwa. Większość nowoczesnych systemów cyfrowych wykorzystuje liczby pseudolosowe. Wydają się nieprzewidywalne, ale tak naprawdę kierują się pewnymi zasadami. Są to ukryte, subtelne i przewidywalne zasady.
Tradycyjne komputery są urządzeniami deterministycznymi. Przetwarzają liczby 1 i 0 za pomocą tranzystorów, które nie potrafią odgadnąć prawidłowego wyniku. Nie potrafią rzucić monetą… Przynajmniej nie na serio.
Komputera kwantowego nie da się oszukać. Natychmiast rozpoznaje wzorce. Potrzebujemy więc czegoś gorszego niż hałas. Potrzebujemy prawdziwego chaosu.
„Komputerowi bardzo trudno jest utworzyć liczbę losową… Wszystko, co dzieje się w dziedzinie logiki, jest w zasadzie przewidywalne” – mówi Renato Renner z ETH Zurich.
Napotkano chaos
Wprowadzono bit kwantowy. Nie stoi spokojnie. Bit klasyczny może mieć wartość 0 lub 1. Bit kwantowy może zawierać jednocześnie nieskończoną liczbę stanów. Istnieje w stanie niepewności. Dopiero po pomiarze staje się to jednoznacznym wynikiem. Nowy system wykorzystuje to do stworzenia losowości, której nie pokona żaden wysiłek obliczeniowy.
Naukowcy umieścili dwa bity kwantowe w próżni, w temperaturze prawie równej zeru. Na przeciwnych końcach trzydziestometrowej rury. Dlaczego jak dotąd? Aby świat zewnętrzny nie mógł tu przeniknąć. Żadnych ukrytych zmiennych. Żadna fizyka klasyczna nie może mieć wpływu na wynik. Bity kwantowe zostały ze sobą połączone dzięki dziwnym prawom mechaniki kwantowej. Jeśli zmierzysz jeden bit, znasz drugi. A przynajmniej myślisz, że tak.
Ta konfiguracja została przetestowana na obrazie owcy. Piksele stały się prawdopodobieństwem. Wynik? Chaotyczna kolekcja kolorów i hałasu. Nie sposób tego odgadnąć. Nawet dla kwantowego przeciwnika.
Potwierdzony hałas
Zaufanie jest drugim elementem bezpieczeństwa. Nie można po prostu ufać, że liczba jest losowa. To musi zostać udowodnione. Zespół przeprowadził test Bella. Około półtora miliarda takich testów.
Ten test sprawdza „lokalny realizm”, to znaczy sprawdza, czy cząstki ukrywają z góry określony wynik. Wyniki wykazały, że nie.
„Nasza konfiguracja pozwala nam przeprowadzać wiele testów Bella z dużą prędkością” – mówi współautor Andreas Wallraf.
Co jest interesujące? Drugi bit kwantowy działa jako urządzenie sprawdzające. Poprzednie próby stworzenia losowości w komputerach kwantowych zazwyczaj opierały się na samoorganizacji urządzenia. Ale ta metoda sprawdza samoorganizację. Jeśli korelacja nie jest spełniona, liczba jest odrzucana. Tylko te nieprzewidywalne zdają egzamin.
Niekończący się problem
Komputery kwantowe zdolne do łamania współczesnych szyfrów są nadal urządzeniami teoretycznymi. Być może jest to odległa przyszłość. Ale poważny wypadek? Ona już tu jest. Wikipedia wymienia dziesiątki przypadków włamań spowodowanych złym generowaniem liczb. To nie jest teoria. Stracone prawdziwe pieniądze. Prawdziwe klucze zostały skradzione.
Ta metoda działa dziś i jutro. Niezależnie od tego, czy ukrywasz się przed superkomputerem w 2025 r., czy przed gigantem kwantowym w 2050 r., potrzebujesz nieprzewidywalności.
Czy zatem może dojść do idealnego wypadku? Może. Ale dopóki nie stworzymy maszyn, które potrafią myśleć o prawdopodobieństwie, najlepiej jest nauczyć się ufać chaosowi kwantowemu. Ponieważ wzorce nigdy nie kłamią.
