Il concetto di “That’s so random” è spesso usato per descrivere eventi inaspettati, ma nel mondo della fisica, la vera casualità matematica è stata a lungo sfuggente — fino ad ora. Un team di scienziati informatici ha generato per la prima volta un numero veramente casuale utilizzando metodi di calcolo quantistico, come riportato sulla rivista Nature.
Che cos’è la vera casualità?
Ti starai chiedendo, cos’è la “vera casualità”? Non basta scegliere un numero tra uno e un trilione per considerarlo veramente casuale? I fisici risponderebbero di no. Ogni compito apparentemente casuale opera ancora sotto regole fisiche o matematiche.
Teoria della casualità certificata
La capacità di creare casualità che possa essere realmente provata come tale è chiamata casualità certificata. Questo concetto non è solo un esercizio matematico esoterico, ma può, in teoria, rendere la crittografia molto più sicura o garantire che processi come la selezione della giuria siano veramente equi. Tuttavia, certificare questa casualità è complicato quanto generare il numero casuale stesso. Richiede la prova che il computer che verifica la casualità operi come una terza parte indipendente.
Secondo lo studio, “la sfida principale per qualsiasi cliente che riceve casualità da un fornitore terzo, come un modulo di sicurezza hardware, è verificare che i bit ricevuti siano veramente casuali e generati di fresco”.
Metodi di calcolo quantistico
Per creare il loro numero casuale, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata campionamento di circuiti casuali. Questa tecnica si basa essenzialmente sul calcolo quantistico, che opera secondo regole diverse rispetto ai metodi di calcolo classici, producendo in qualche modo più casualità di quanta ne possa assorbire. Questo compito è irraggiungibile per la computazione classica.
Mettere alla prova il calcolo quantistico
La ricerca si è svolta in due fasi. Prima, il team ha generato circuiti casuali e li ha inviati a un computer quantistico remoto non affidabile tramite Internet. A quel computer è stato poi chiesto di restituire campioni corrispondenti. Questo scambio è stato così veloce che non poteva essere replicato nemmeno dal supercomputer convenzionale più veloce.
Quanto è stato veloce? L’output ha eseguito più di un milione di miliardi di operazioni al secondo — davvero, davvero veloce.
Per certificare che il numero generato fosse davvero casuale, i ricercatori hanno chiesto a un supercomputer non quantistico di indovinare quale fosse. Il supercomputer, a quanto pare, non era all’altezza del compito. Pertanto, l’output poteva essere certificato come veramente casuale.
“Questo lavoro segna una pietra miliare nel calcolo quantistico, dimostrando una soluzione a una sfida del mondo reale utilizzando un computer quantistico oltre le capacità dei supercomputer classici di oggi,” ha dichiarato Marco Pistoia, scienziato informatico di JPMorganChase e autore dello studio. “Questo sviluppo della casualità certificata non solo mostra i progressi nell’hardware quantistico, ma sarà vitale per ulteriori ricerche.”
Fonte: Discovery Technology
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