Рады видеть Вас в блоге нашей студии! Здесь мы копим нужную, а иногда просто интересную информацию о создании сайтов.
Быстрый генератор случайных чисел из вакуумного «шума»
Канадский физик Бен Сассмэн (Ben Sussman) с коллегами сконструировали исключительно быстрый и конструктивно простой генератор случайных чисел на базе вакуумных флуктуаций поля.
Вселенная устроена таким образом, что в каждой точке пространства постоянно возникают виртуальные частицы со значительной энергией. В квантовом масштабе вакуум представляет собой бешено активный, «живой» субстрат, где частицы рождаются и аннигилируют, в сумме давая ноль. Хотя эти частицы являются абстрактными объектами квантовой теории поля, но они проявляют себя в конкретных физических процессах, например, эффекте Казимира — взаимном притяжении проводящих незаряженных тел. И вот найдено ещё одно полезное применение вакуумного «шума» — генерация случайных чисел.
Конструкция Сассмэна состоит из импульсного лазера с высокой частотой излучения, среды с высоким коэффициентом преломления (алмаз) и детектора. Проходя через алмаз, каждый импульс на детекторе показывает разные характеристики, в зависимости от вакуумных флуктуаций поля, которые встретились на пути фотонов. В спектре рассеянного излучения на выходе появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного света (см. эффект Рамана), а из-за непредсказуемости вакуумных флуктуаций эти линии каждый раз отличаются непредсказуемым образом. Благодаря высокой интенсивности лазерного излучения можно использовать быстрые детекторы, а не детекторы единичных фотонов.
Отметим, что у человечества нет даже теоретической возможности разработать аппарат для предсказания нулевых колебаний, потому что по своей природе их невозможно предсказать. Согласно одной из теорий, наша Вселенная могла возникнуть из такой вакуумной флуктуации, которая породила «пузырь». Более того, в каждый момент времени в вакууме постоянно рождаются и умирают миллионы таких «вселенных» — их-то и можно использовать для ГСЧ.