美國國家標準與技術研究所（NIST）與科羅拉多大學博爾德分校的研究人員開發出全球最真實的隨機數生成器，該系統基於量子力學原理。
這一系統被稱為科羅拉多大學隨機性信標（CURBy），能自動生成隨機數並通過網站作為公共服務進行廣播。
隨機性在日常生活中極為重要，例如在購物時隨機選擇物品，或在某些情況下進行隨機抽籤選出獲獎者或陪審團成員。當用於安全密碼時，隨機數可以增強其強度，使其比使用有特定意義的字符或數字的密碼更難破解。
目前，計算機軟件程序生成的隨機數或安全密碼並不是真正隨機生成的。這些數字是由算法決定的，具備足夠知識的人可以預測下一個輸出。同樣，即使是擲硬幣這樣的隨機事件，也可能受到擁有足夠專業知識的人的影響。那麼，如何生成真正隨機的結果呢？
答案在於量子力學。
基於量子的隨機數
愛因斯坦曾經認為宇宙中沒有任何事物是隨機的，他說過「上帝不會用骰子來決定宇宙」。然而，數年的量子物理研究顯示，這位偉大的思想家是錯誤的，量子力學中的事件確實是隨機的。
NIST的研究人員在一項稱為貝爾測試的量子實驗中，使用非線性晶體生成了糾纏光子。這些光子通過光纖被傳送到不同的實驗室。儘管物理上相隔距離，這些光子卻具有相關性，其極化狀態的測量結果是真正隨機的。由於這些粒子是相關的，因此這些測量結果可以得到驗證。
NIST在2015年首次進行了這些實驗，當時需要數月的工作才能生成一小組隨機數。隨著時間的推移，研究人員使系統變得更為穩健，現在可以按需生成數字。在運行40天內，該系統已生成7,454個隨機數，成功率達到99.7%。
該過程每秒重複250,000次，然後結果被發送到科羅拉多大學博爾德分校的計算機程序，以將量子測量轉換為二進位位元。
可追溯且可認證
這是第一個利用量子非局域性生成隨機數的生成器。但其意義更在於該服務還允許結果的可追溯性和可認證性。
為此，NIST的研究人員開發了一種與量子兼容的區塊鏈系統，以驗證貝爾測試的隨機性。Twine 協議為每個生成並經過檢查的數據集創建了一個哈希或數字指紋。該協議幫助用戶驗證每個數字的隨機性，並將其他信標整合到一起，形成一個可用哈希驗證的隨機性網絡。
NIST的物理學家Krister Shalm在新聞稿中表示：「CURBy是第一批公開可用的服務之一，具有可證明的量子優勢。這對我們來說是一個重要的里程碑。這些隨機位元的質量和來源可以以傳統隨機數生成器無法做到的方式直接認證。」
研究結果已發表在《Nature》期刊上。
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