Классические компьютеры сами по себе не могут генерировать истинно случайные числа, поэтому обычно их объединяют с аппаратным генератором случайных чисел. Но злоумышленник может получить контроль над генератором случайных чисел и использовать его для взлома криптографические кодов. Новый метод не позволит нарушителю выдавать поддельные выходные данные за случайные числа, даже если ему удастся захватить контроль над квантовым компьютером.
Получив удаленный доступ через интернет к 56-кубитному квантовому компьютеру Quantinuum System Model H2, команда ученых сгенерировала верифицируемо случайные биты. В частности, они выполнили протокол расширения верифицируемой случайности на основе RCS, который на выходе дает больше случайности, чем получает на входе.
Протокол состоит из двух этапов. На первом команда многократно загружала квантовый компьютер задачами, которые ему нужно было быстро решить. Эти задачи не в состоянии быстро решить даже самый мощный классический суперкомпьютер, а квантовый решает, только выбрав случайным образом одно из множества возможных решений.
На втором этапе случайность была математически верифицирована с использованием классических суперкомпьютеров. По сути, ученые показали, что эта случайность не могла быть создана классическими методами, сообщает Phys.
Изобрел протокол генерации случайных чисел Скотт Ааронсон, директор Центра квантовой информации Техасского университета в Остине (США). Вместе с бывшим коллегой Хун Шиханем он разработал теоретическую и аналитическую базу для проведения этого эксперимента.
Квантовый компьютер H2 намного превзошел современный уровень развития технологии генерации случайных чисел благодаря высокой точности и взаимной связанности кубитов в сочетании с протоколом Ааронсона.
В прошлом году израильский математик Ави Видгерзон получил высшую награду в области информатики — премию Тьюринга. Ее ученому присудили за «основополагающий вклад в теорию вычислений, в том числе, за изменение нашего понимания роли случайности в вычислениях, и за десятки лет передового интеллектуального труда в области теоретической информатики».
