محبوبه عمیدی: بررسی توالی اعداد تصادفی نشان می‌دهد بعضی از زنجیره‌ها غیرقابل پیش‌بینی‌تر از توالی‌های دیگر هستند. از تکنیک‌های رمزنگاری مبتنی بر احتمال کشف اعداد زنجیره که بگذریم، باید بگوییم تا به حال هیچ روش مطمئنی برای تأیید تصادفی بودن اعداد این زنجیره‌ها وجود نداشته است.
به گزارش نیچر، فیزیک‌دانان با استفاده از خواص کوانتومی ذرات، موفق به خلق اولین زنجیره ارقام تصادفی حقیقی شده‌اند که می‌تواند استفاده از آنها را ایمن‌تر از قبل کند. آنتونیو آسین، فیزیک‌دان مؤسسه علوم فوتونیک در بارسلونا، اسپانیا می‌گوید: «زنجیره‌های متعددی از اعداد شبه‌تصادفی برای رمز‌گذاری اطلاعات حین انتقال آنها توسط اینترنت مورد استفاده قرار می‌گیرند و اگر روزی الگوریتم کامپیوتری ایجاد‌کننده آنها هک شود، دیگر امنیتی حین تبادل اطلاعات وجود نخواهد داشت».
به همین دلیل گروه‌های بسیاری دارند برای ایجاد توالی‌های کاملا‌تصادفی با استفاده از خواص ذاتی سیستم‌های کوانتومی تلاش می‌کنند. مطابق مکانیک کوانتوم، پیش‌بینی دقیق رفتار یک ذره کوانتومی غیرممکن است، بنا‌بر‌این از لحاظ نظری انتخاب اعداد دودویی مبتنی بر مسیر حرکت فوتون‌ها و جایی که بر سر دوراهی قرار می‌گیرند، می‌تواند اعدادی کاملا‌تصادفی را ایجاد کند. البته این زنجیره در عمل می‌تواند آنقدر تصادفی که محققان در نظر دارند، ایجاد نشود. به عنوان مثال نقصی را در سیستم در نظر بگیرید که بتواند مسیر حرکت فوتون‌ها را هوشمندانه تحت‌تأثیر قرار بدهد.
آسین و همکارانش برای حل این مشکل، آزمونی را برای تعیین میزان تصادفی بودن اعداد تدارک دیدند. این آزمون به آزمایش تاریخی جان بل، برای اثبات طبیعت فیزیک کوانتوم در دهه 1960 برمی‌گشت. بل می‌‌خواست با این آزمایش نشان دهد فیزیک کلاسیک از عهده تعریف خواص عجیب «ذرات درهم‌تنیده»- ذراتی که پیوند میان آنها باعث می‌شود تعیین حالت یکی بلافاصله وضعیت دیگری را تحت‌تأثیر قرار دهد- برنمی‌آید. بل برای اثبات این فرضیه حداکثر امکان همبستگی میان دو ذره را در هر سیستم کلاسیک محاسبه کرد. آزمون‌هایی که توسط سایر فیزیک‌دانان انجام شدند نیز نشان دادند این درهم‌تنیدگی بالاتر از همبستگی میان ذرات در سیستم‌های کلاسیک است.
نتایج کند اما قطعی
آسین و همکارانش نشان دادند رابطه مستقیمی میان میزان تصادفی بودن زنجیره اعداد در سیستم و گذر از حد همبستگی تعریف‌شده توسط بل وجود دارد- حدی که ذرات درهم‌تنیده از مرز آن گذشته‌اند. آنها اعداد تصادفی دودویی را بر پایه محاسبات کوانتومی حرکت تکرار‌شونده یک یون ایتربیوم که می‌توانست در سطوح بالا یا پایین انرژی قرار بگیرد، تهیه کردند. برای اثبات تصادفی بودن کامل این اعداد، شرایط درهم‌تنیدگی برای دو یون ایتربیوم ایجاد شد و گروه مطمئن شد که میزان پیوند از حد تعریف‌شده توسط بل بالاتر است. آسین می‌گوید: «گذر از حد تعریف‌شده توسط بل، نشان می‌دهد اعداد کاملا تصادفی تعریف شده‌اند. در واقع رشته‌ای مبتنی بر حرکت یون شماره 1 در سطوح مختلف انرژی به دست آمده است ». این تیم تاکنون تعیین 42 عدد کاملا تصادفی را گزارش کرده است.
آرتور آکرت، استاد فیزیک کوانتوم دانشگاه آکسفورد، انگلستان که حدود 20 سال پیش استفاده از تئوری بل را برای کشف اعداد کاملا‌تصادفی پیشنهاد کرده است، می‌گوید: «کار انجام‌شده توسط این تیم جالب‌توجه است. البته فاصله فعلی میان اتم‌ها 1متر تعریف‌شده و این تیم باید بتواند درست عمل‌کردن سیستم در فاصله‌های بیشتر را نیز اثبات کند».
هونگ گو از دانشگاه پکن می‌گوید: «آسین باید در مراحل آتی به دنبال روشی ساده‌تر و عملی‌تر برای تعیین این اعداد باشد. با استفاده از این روش ماهانه تنها 42 رقم تصادفی تعیین می‌شوند، این در حالی است که با استفاده از خواص کوانتومی فوتون‌ها در پرتوهای لیرز، نرخ ایجاد ارقام به بیش از 500مگابیت‌در‌ثانیه می‌رسد. البته اینجا میزان تصادفی بودن اعداد، اولویت اول نیست ».
نظر شما