Квантовый фильтр: из грязных битов в кристально чистую случайность экспресс

Оригинал: "Certified randomness amplification by dynamically probing remote random quantum states"
arXiv:2511.03686 · 2025-11-05 · CC BY 4.0 · 1 мин
Квантовый компьютер с 98 ионами очищает случайность так быстро, что подделке мешает сама скорость света.

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.

Учёные
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusJacob BekensteinStephen HawkingJames Clerk MaxwellEdward Witten
Понятия
улучшение кубитов точность случайность распространение ошибок считывание шифрование защищённая связь вычислительная мощность логический кубит порог ошибок сложность искусственный атом частота ложных тревог снижение шума кубитов декодер чистота память управляющий сигнал гибридный алгоритм квантовая коррекция ошибок