量子新法生成「真正隨機」數字 有助增強密碼系統安全性

科技日報北京4月12日電（記者劉霞）據美國國家標準與技術研究院（NIST）官網消息，該機構研究人員在12日出版的《自然》雜誌上撰文指出，他們開發出一種新方法，可生成由量子力學保證的隨機數字。新技術超越了此前獲得隨機數字的所有方法，得到了「真正的隨機數字」，有助增強密碼系統的安全性。

隨機數字非常有用，它每天被使用數千億次來加密電子網路中的數據。但採用傳統系統生成的數字不可能是真正隨機的，因為傳統的隨機數字由軟體和設備生成，這些軟體和設備「先天不足」，且易受「噪音」等因素的影響，這意味著它們的輸出無法達到真正的不可預測。

NIST數學家彼特·比爾霍斯特進一步解釋說：「諸如翻轉硬幣之類的情況似乎是隨機的，但如果能看到硬幣確切的下落路徑，最終結果也是可以預測的。因此，很難保證給定經典來源真正不可預測。量子力學在產生隨機性方面表現更好，量子隨機是真正的隨機，因為對處於『疊加』狀態的量子粒子進行測量，得到的結果基本上是不可預測的。」

在最新研究中，NIST的科學家在被稱為「貝爾測試」的過程中，利用激光產生的光子生成了隨機數字。該方法使用強激光照射在特殊晶體上，晶體將光轉換成糾纏的光子對，測量這些光子為研究人員提供了「真正隨機」的數字。他們嘗試了55次、110次、210次貝爾測試，每次用光子產生兩個數字位（0和1），並從中提取出了1024個「真正隨機」的數字位，這些數字為0和1的概率幾乎一模一樣。

其他研究人員以前也曾使用貝爾測試來生成隨機數，但NIST的新方法首次彌補了貝爾測試中的「漏洞」，這些漏洞使非隨機數字看起來隨機。

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