Лазерна система генерує випадкові числа на надвисокій швидкості

Навчання 14 листопада 2023

Система генерації випадкових чисел розроблена дослідниками з Наньянського технологічного університету Сінгапуру (NTU Singapore), Єльського університету, Трініті-коледжу в Дубліні і виготовлена в NTU.

Читайте також

Випадкові числа використовуються для різних цілей, таких як створення ключів шифрування даних і одноразових паролів у повсякденних процесах (онлайн-банкінг та електронна комерція) для забезпечення їх безпеки.

У новій системі використовується лазер зі спеціальною порожниною у формі пісочного годинника для генерації візерунків, які формуються світловими променями, що відбиваються і взаємодіють один з одним всередині порожнини. Читаючи шаблони, система генерує безліч серій випадкових чисел одночасно.

Кілі, що, як сніжинки, ніякі дві числові послідовності, створені за допомогою системи, не були однаковими через непередбачуваний характер відображення і взаємодії світлових променів один з одним в порожнині.

Лазер, який використовується в системі, має довжину близько одного міліметра. Це набагато менше, ніж у більшості інших лазерів. Він також енергоефективний і може працювати з будь-якою побутовою розеткою. Для нього потрібен струм всього в один ампер (1 А).

Лазерна система генерує близько 250 ТБ випадкових битів на секунду - в сто разів швидше, ніж сучасні комп'ютерні генератори. При такій швидкості системі потрібно всього близько 12 секунд, щоб згенерувати сукупність випадкових чисел, еквівалентну розміру інформації в найбільшій бібліотеці світу - Бібліотеці Конгресу США. До речі, її фонд перевищує 155 млн примірників книг 470 мовами.

У своєму дослідженні, опублікованому в журналі Science, вчені підтвердили ефективність свого генератора випадкових чисел. Вони довели, що створений NTU генератор є більш швидким і безпечним, ніж існуючі співставні технології. Він допоможе захистити дані користувачів у світі, в якому все частіше застосовуються інтернет-транзакції.

Вчені готуються зробити технологію готовою до практичного використання, включивши лазер в компактний чіп. Він буде генерувати випадкові числа, які можна вводити безпосередньо в комп'ютер.