Квантовый фильтр: из грязных битов в кристально чистую случайность ⚡ экспресс
Учёные впервые реализовали сертифицированное усиление случайности в сети с помощью 98-кубитного ионного квантового процессора Quantinuum Helios. Квантовые вентили подавались в реальном времени, когерентность состояния сохранялась примерно 0,9 секунды, а измерительные базисы раскрывались лишь за миллисекунды до измерения, оставляя на подделку 30 мс и ограничивая злоумышленника радиусом 4500 км. На случайных цепочках из 64 кубитов и 276 двухкубитных гейтов точность составила 0,586, что позволило превратить слабый случайный поток в почти совершенную случайность. Это напоминает квантовый танец, слишком быстрый для подражания.
Современное шифрование нельзя представить без по-настоящему случайных чисел. Но стандартный источник может быть ненадёжным или даже намеренно испорчен. Выход предложили экспериментаторы, построившие квантовый процессор на 98 ионах — он работает как высокоскоростной фильтр, превращая «грязный» сигнал в кристально непредсказуемый. В основе лежат открытия Джона Белла, Алена Аспе и Антона Цайлингера о квантовой запутанности — мгновенной связи частиц на любом расстоянии. Ионы внутри процессора запутываются, а затем измеряются в случайном порядке, который становится известен лишь за миллисекунды до измерения. Из-за скорости света любое вмешательство с расстояния больше 4500 км не успело бы достичь процессора за отведённые 30 миллисекунд. Даже суперкомпьютер, стоящий вплотную к источнику, оказался бы бессилен подсунуть фальшивку. Так слабый, предсказуемый поток обретает высокую энтропию — меру непредсказуемости. Эксперимент впервые провёл такую очистку удалённо, подтверждая, что доверять случайности можно лишь тогда, когда она опирается на фундамент Стандартной модели и её квантовых законов.
🎯 Раньше для усиления случайности требовалось, чтобы источник и измеритель находились в одной лаборатории. Здесь это впервые сделали удалённо, открыв путь к глобальной квантовой криптографии.