Laserski generator slučajnih brojeva 100 puta je brži od svih dosadašnjih
Međunarodni tim znanstvenika izradio je generator slučajnih brojeva zasnovan na nepravilnostima u laserskim snopovima svjetlosti, koji je u stanju proizvesti 254 bilijuna nasumičnih brojeva u sekundi
Generatori pravih slučajnih brojeva vrlo su vrijedan alat u kriptografiji i računalnim simulacijama, a za savladavanje izazova stvaranja "pravih" nasumičnih brojeva pomoću računala i drugog hardvera već postoji više rješenja. Neka od njih uključuju kristale, a druga, poput ovoga nedavno opisanoga u časopisu Science, iskorištava pojavu malenih fluktuacija u svjetlosnim snopovima.
Uređaj koji je stvorio međunarodni tim znanstvenika služi upravo generiranju slučajnih brojeva, a iako po tome nije jedinstven, trenutačno je – najbrži na svijetu. Njihov sklop sastoji se od malenog izvora laserske zrake (diodni laser na čipu) te šupljine oblika pješčanog sata. U njoj se nalazi sustav zrcala koja odbijaju laserske zrake mnogo puta prije nego one izađu iz tog uređaja. Na izlazu je postavljena kamera koja može precizno detektirati razinu osvjetljenja u 254 točke, a računalo potom izmjerene vrijednosti pretvara u nasumične brojeve.
Ono što dovodi do slučajnog uzorka svjetlosti jest prirodni fenomen kvantnih fluktuacija u frekvenciji svjetlosnog snopa. Kroz odbijanja laserske zrake od zrcala nepravilnog ali pažljivo dizajniranog oblika, te uslijed velikog broja preklapanja zraka i interferencije svjetlosnih snopova, sve ranije nepravilnosti se povećavaju i dodatno "zamućuju". Na kraju se na izlazu iz ove komore dobiva nepredvidivi bljeskajući uzorak svjetlosti, tj. "stohastička buka", koju spomenuta kamera može izmjeriti.
Generira i previše podataka
Intenzitet svjetlosti mjeri se čak bilijun puta u sekundi, pa uz 254 točke mjerenja dolazimo do generiranja čak 254 bilijuna slučajnih brojeva u sekundi. To je čak stotinu puta brže od najbržeg do sada poznatog generatora nasumičnih brojeva.
Takva brzina generiranja slučajnih brojeva može dobro poslužiti u povećanju kapaciteta raznih sustava, no znanstvenici koji su je postigli sada muku muče s – procesiranjem podataka. Naime, sustav je u stanju proizvesti 250 terabita podataka u sekundi, što je dva reda veličine od trenutačnog maksimalnog kapaciteta korištene kamere. Sustav je do sada uspio kvalitetno raditi i stvarati nasumične vrijednosti tek nekoliko nanosekundi, nakon čega mu se memorija napunila.
Kako bi riješili taj problem, znanstvenici sada rade na ideji da cijeli ovaj sklop ugrade u jedan čip, što bi im omogućilo da podatke iz stohastičkog izvora svjetlosti izravno šalju u računalo i tamo obrađuju.
