Se crapă de zor certitudinile noastre cotidiene. Aruncăm un stilou și știm sigur că va atinge podeaua. În adâncul lumii cuantice însă, această încredere absolută se pulverizează într-un nor de posibilități. Acolo, nimic nu este scris dinainte.
O echipă de cercetători de la ETH Zurich a reușit să transforme acest haos într-o unealtă fină, un generator de șansă pură, pe care niciun supercomputer din lume nu o va putea anticipa vreodată.
Cum au folosit cercetătorii întanglementarea pentru a genera aleatoriu pur
Au lucrat cu doi qubiți, biți cuantici, prinși într-o legătură stranie numită întanglementare. I-au separat printr-un coridor lung de 30 de metri, prin care zburau fotoni purtători de microunde.
În această configurație, starea unei particule o influența instantaneu pe cea a celeilalte, o conexiune pe care Einstein o numea, peiorativ, „acțiune fantomă la distanță”. Măsurându-le, cercetătorii au obținut date brute complet imprevizibile.
Apoi, printr-o tehnică de calcul specială – „extractorul cu două surse” – au curățat orice urmă de pattern, amplificând aleatoriul pur. Secretul succesului stă însă într-o răsturnare de perspectivă.
De decenii, oamenii de știință foloseau teorema lui Bell pentru a demonstra că universul cuantic nu este guvernat de variabile ascunse, de un destin ascuns în spatele aparențelor. Renato Renner și colegii săi au întors această logică cu capul în jos.
Dacă lumea cuantică este fundamental nedeterministă, s-au întrebat ei, putem oare exploata această nesiguranță ca pe o resursă? Răspunsul este da, iar rezultatul este un generator de numere a cărui imprevizibilitate este garantată de însăși țesătura fizicii.
De ce niciun supercomputer nu va putea sparge această șansă
Ceea diferențiază această realizare de orice alt dispozitiv clasic este caracterul său „independent de dispozitiv”. Generatoarele obișnuite de numere aleatorii se bazează pe algoritmi sau pe procese fizice care, în principiu, pot fi „sparte” de o tehnologie suficient de avansată.
Aici, nu există nicio presupunere despre felul în care funcționează mașina. Este un avantaj cuantic pur, de neatins prin mijloace convenționale, oricât de puternice ar fi acestea. Aplicațiile sunt imediate și urgente.
În criptografie, securitatea absolută a unei chei depinde de imprevizibilitatea ei. Sistemele de loterie și jocurile de noroc ar putea deveni cu adevărat corecte, lipsite de orice posibilitate de manipulare. Dar motivația profundă a cercetătorilor a fost, de fapt, filozofică.
Ei au pus capăt unei dezbateri vechi de secole: demonstrează că anumite procese naturale sunt imprevizibile prin esența lor, nu din cauza limitărilor noastre de calcul. „Este pur și simplu imposibil de prezis viitorul”, rezumă Renato Renner.
Declarația sa nu este o metaforă, ci o concluzie științifică. Studiul publicat în Nature ne forțează să acceptăm o realitate deconcertantă: la cea mai mică scară a materiei, viitorul nu este scris. Nu există nici măcar probabilități fiabile pe care le-am putea calcula.
Știința nu mai este doar o încercare de a ghici ce urmează. Devine o explorare a limitelor cunoașterii. Acum avem un instrument care nu ne dă puterea de a prevesti, dar care confirmă, cu o eleganță matematică rece, că în Univers există întotdeauna un loc pentru neașteptat.
