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La nouvelle méthode quantique génère des nombres garantis aléatoires


Nouvelle recherche publiée dans la revue La nature par des scientifiques du National Institute for Standards and Technology (NIST) utilise la mécanique quantique pour créer des nombres vraiment aléatoires. Le résultat est un processus de génération qui délivre «un caractère aléatoire certifié par l’impossibilité de signaux superluminaux», comme indiqué dans le nom de l’article.

"Si vous envoyiez une équipe de personnes pour examiner nos composants expérimentaux d'aussi près qu'ils le souhaitaient et que vous leur demandiez ensuite de faire une prédiction de ce que seraient ces nombres aléatoires par la suite, ils ne pourraient tout simplement pas les prédire," Le co-auteur et mathématicien du NIST, Peter Bierhorst, a déclaré à Live Science.

Leur théorie est vérifiée par des scientifiques non affiliés au projet. Stefano Pironio de l'Université libre de Bruxelles en Belgique a écrit dans un Nature Commentary que le générateur est «la méthode la plus méticuleuse et la plus sûre de production d'aléatoire jamais démontrée».

La prévisibilité des sources classiques

Selon les chercheurs, les nombres dits aléatoires, utilisés aujourd'hui dans le cryptage, ne sont pas absolument aléatoires car ils sont le résultat de processus dont la sortie pourrait être altérée par des facteurs prévisibles. "Il est difficile de garantir qu'une source classique donnée est vraiment imprévisible", a déclaré Bierhorst.

"Quelque chose comme un tirage au sort peut sembler aléatoire, mais son résultat pourrait être prédit si l'on pouvait voir le chemin exact de la pièce lors de sa chute. Le hasard quantique, par contre, est un vrai hasard."

"Quelque chose comme un tirage au sort peut sembler aléatoire, mais son résultat pourrait être prédit si l'on pouvait voir le chemin exact de la pièce lors de sa chute. Le hasard quantique, en revanche, est un vrai hasard. Nous sommes très sûrs que nous sommes voir le hasard quantique parce que seul un système quantique pourrait produire ces corrélations statistiques entre nos choix de mesure et les résultats. "

L'équipe de Bierhost a décidé d'utiliser Théorème d’inégalité de Bell pour créer un générateur capable de détecter toute falsification qui introduirait ces facteurs prévisibles embêtants. Ils ont même équipé la machine d'une mesure de sécurité supplémentaire qui obligerait toute personne essayant de pirater la machine à interférer avec deux détecteurs placés si loin l'un de l'autre que le pirate devrait se déplacer à la vitesse de la lumière.

«Le test de Bell est conçu pour exclure les« théories des variables locales cachées »qui postulent que les résultats expérimentaux sont régis par les attributs locaux préexistants des particules mesurées», a déclaré Bierhost au Register.

«Si nous excluons une telle théorie, alors nous avons exclu la possibilité d'attributs locaux préexistants, et les résultats des mesures doivent donc en fait être dus au hasard ou à l'imprévisibilité qui se produit au moment de la mesure», a-t-il déclaré.

La théorie s'est avérée efficace mais la machine est trop grande, trop lente et trop chère pour être commercialisable dès maintenant. Bierhorst espère que le générateur s'adaptera un jour à une puce et sera disponible sur chaque ordinateur.

Bien que les tests Bell aient déjà été utilisés pour générer des nombres aléatoires, le générateur NIST de Bierhost est le premier à utiliser un test Bell sans faille. Le laboratoire du NIST fait partie du département du Commerce du gouvernement américain et le nouveau générateur est basé sur une expérience de 2015.


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