科學(xué)家開發(fā)新型鉆石激光系統(tǒng) 能產(chǎn)生具有隨機(jī)偏振狀態(tài)的光脈沖

據(jù)外媒報(bào)道，隨機(jī)性看似簡單，但在經(jīng)典物理學(xué)中基本沒有這樣的事情--如果有足夠的信息，幾乎所有的事情都可以在理論上預(yù)測(cè)。要想實(shí)現(xiàn)真正的隨機(jī)性，需要轉(zhuǎn)向量子物理學(xué)的“詭異”世界，現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)做到了這一點(diǎn)，他們根據(jù)鉆石量子振動(dòng)的真正隨機(jī)性創(chuàng)造了安全的加密密鑰。

對(duì)于大多數(shù)日常使用，我們不完美的隨機(jī)性方法都能正常工作。拋硬幣、擲骰子和軟件隨機(jī)數(shù)生成器可以為游戲、賭博和計(jì)算機(jī)算法提供服務(wù)，但從技術(shù)上講，它們并不是真正的隨機(jī)--它們之所以看起來是隨機(jī)的，只是因?yàn)槲覀冏鳛橛^察者沒有掌握所有的信息。

所以，舉例來說，如果你知道骰子在桌子上彈跳和滾動(dòng)的確切路徑，以及它們背后的力量、骰子的重量、氣壓等，就有可能預(yù)測(cè)骰子的結(jié)果。當(dāng)然，在骰子桌上的賭客知道所有這些信息的危險(xiǎn)性并不大，但在高風(fēng)險(xiǎn)的通信加密世界中，偽隨機(jī)化是一種風(fēng)險(xiǎn)。

不過真正的隨機(jī)性并非不可能。它可以在量子物理學(xué)領(lǐng)域找到，因?yàn)樵谑录l(fā)生之前，關(guān)于事件的信息從字面上看是不存在的。像原子的核衰變這樣的現(xiàn)象基本上是隨機(jī)的，無法預(yù)測(cè)，所以科學(xué)家們開始利用這些事件的時(shí)間來創(chuàng)造系統(tǒng)中更多真正的隨機(jī)性。

在新研究中，麥考瑞大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種新的方法來更直接地挖掘這種量子隨機(jī)性。該團(tuán)隊(duì)的新型鉆石激光系統(tǒng)能產(chǎn)生具有真正隨機(jī)偏振狀態(tài)的光脈沖，這要?dú)w功于鉆石晶格中碳原子的量子振動(dòng)。

光脈沖的隨機(jī)偏振已經(jīng)在使用，但通常量子隨機(jī)性首先從另一個(gè)來源，如放射性衰變事件，然后映射到激光偏振上。新的設(shè)備原生地執(zhí)行該功能，簡化了系統(tǒng)。更好的是，它還可以在室溫下工作，不像其他這種工作的材料需要冷卻到低溫。

“這是一種產(chǎn)生量子隨機(jī)性的全新工具，”該研究的首席研究員Doug Little說?！拔覀兿Ｍ@種類型的設(shè)備能夠?yàn)榧用芎土孔?a href="http://wenjunhu.com/analog/" target="_blank">模擬等領(lǐng)域的終端用戶提供一種簡化和增強(qiáng)其技術(shù)的新選擇。”

責(zé)任編輯：PSY