💡该系统基于纠缠光子对,通过测量光子的偏振态生成随机比特串。光子共享量子态,分别被传输至相距90米的两个测量站,检测结果具有本质上的不可预测性,确保了随机数的随机性。
🔬关键在于两个测量站的检测方式独立进行随机选择,避免了站点间的协调行为,确保了数据的安全性。检测结果由位于城另一端的科罗拉多大学设备进行独立验证,进一步增强了可靠性。
🔗最新升级中,研究团队通过区块链技术对测量各环节进行时间戳记录,使第三方验证成为可能。这意味着任何访问公开数据者都能核查流程是否遭受篡改,增强了公信力。
🚀与2018年的技术相比,系统效率显著提升。例如,生成512比特的时间从10分钟缩短至约20秒,大幅提高了实用性。
🌟该技术在公共随机数应用场景中具有关键价值,例如,被抽中的陪审员可验证其遴选确实是随机的,保障了公平性。
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以下内容来自Nature
“升级版系统通过完全可追溯的过程生成随机比特串。量子实验的结果具有本质上的不可预测性。如今,物理学家首次将这一特性与区块链技术相结合,实现了全流程透明的随机数生成。”
公共随机数源被广泛应用于彩票抽签、陪审员遴选或临床试验安慰剂分配等场景。新系统的研发团队表示,一个既能产生真正随机数,又具备全程可追踪、可验证特性的流程,能够显著增强公信力。
该方法基于美国国家标准与技术研究院(NIST)科罗拉多博尔德分校物理学家2018年首次演示的量子随机数生成技术。系统采用能产生纠缠光子对的装置,这对光子共享量子态,分别被传输至相距90米的两个测量站,通过偏振态检测生成数字比特串(0和1)。
这些比特具有真正的随机性,因为量子力学原理规定:光子在被探测前不具有确定的偏振态,且测量结果具有随机性。关键创新在于,两个测量站的检测方式均独立进行随机选择:任何站点间的协调行为都需要超光速信号传输。检测结果随后由位于城另一端的科罗拉多大学设备进行独立验证。
在6月11日《Nature》期刊报道的最新升级中,研究团队通过区块链技术对测量各环节进行时间戳记录,使第三方验证成为可能。这一改进意味着任何访问公开数据者都能核查流程是否遭受篡改。
系统效率也获得显著提升。“实验中我们能在约20秒内生成512比特,”NIST物理学家、论文合著者克里斯蒂·沙姆表示,“而2018年完成相同任务需要10分钟。”
巴黎量子密码学研究中心Quriosity数学家彼得·布朗评价称,3月另一团队首次演示的量子计算机随机数生成方案“非常精妙”,可能比NIST的纠缠态方案更易实施。但目前NIST系统仍是唯一具备全流程可追溯性的方案。
“公共随机数在某些重要应用场景中,事后验证功能具有关键价值,”布朗举例说明,“例如被抽中的陪审员可验证其遴选确实随机。”
参考链接
[1]https://www.nature.com/articles/d41586-025-01849-8
[2]https://www.nature.com/articles/s41586-025-09054-3
📍发表于:中国 北京
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