Ahora se pueden generar números aleatorios a una velocidad récord, todo usando fluctuaciones cuánticas: ScienceAlert

Elige una carta, cualquiera. Como un mago astuto, el Universo ya conoce tu selección porque las leyes de la física guían todo, desde tu cableado neurológico hasta las contracciones de los músculos de tu mano.

Pero, si se le pide que elija una partícula de un espacio vacío, es posible que tenga la oportunidad de engañar al Universo. Porque encontrará allí una forma de aleatoriedad sin igual, que los ingenieros han aprendido a explotar en su búsqueda de lo impredecible.

Gracias a las innovaciones desarrolladas por investigadores de instituciones belgas, danesas e italianas, podemos llevar a cabo esta investigación en un tiempo récord, extrayendo 100 gigabits de datos de la nada literal cada segundo.

Lo que generalmente consideras casualidad es, en el mejor de los casos, un reflejo de tu ignorancia. Sin querer ofenderte. Un amigo que «casualmente» pasa a tomar un café sabe con 100% de confianza que va a tu casa. Solo es aleatorio porque no lo sabes.

Del mismo modo, el lanzamiento de una moneda, la tirada de un dado, la llegada de una tormenta o el impacto de un asteroide tampoco son eventos verdaderamente aleatorios. Cada uno está gobernado por un compleja red de efectos dominó que, en teoría, podría predecirse individualmente con suficiente conocimiento.

No se puede decir lo mismo de los sistemas cuánticos. Acérquese mucho a una partícula y podrá descubrir su posición, pero su energía es un espectro de posibilidades. Conozca su energía con absoluta precisión, y su ubicación se convertirá en una propiedad incognoscible esparcida en el espacio.

Deja caer la partícula y el espacio mismo seguirá las mismas reglas cuánticas. Zoom en un parche vacío de la nada, la energía presente incluirá posibilidades que, en teoría, generarían partículas.

Estas partículas “virtuales” tampoco son meros brebajes de nuestra imaginación. Existen, de manera cuántica, emergiendo y aniquilándose en un parpadeo que llamamos espuma cuántica.

Conocido desde hace mucho tiempo por afectar una amplia gama de fenómenos físicos, desde cómo se generan los láseres hasta cómo los enlaces químicos dispersan la luz, no es difícil aprovechar la espuma cuántica en nombre de la generación de datos aleatorios. Lo que es un desafío constante es encontrar un método confiable que no requiera mucho equipo, lo que puede ralentizar el proceso y dificultar su uso en el campo.

Los investigadores detrás de este último avance muestran cómo un dispositivo llamado detector homodino equilibrado integrado ofrece resultados varias veces más rápido que otros enfoques innovadoressin mucho equipaje extra.

Detección homodino mide las características del campo eléctrico de un estado cuántico, lo cual es útil para rastrear continuamente los estallidos, crepitaciones y estallidos de partículas virtuales.

Desafortunadamente, los estados cuánticos tienen la mala costumbre de enredarse con las características menos cuánticas de su entorno, haciéndolos menos aleatorios que su vecino que viene a pedirle prestada su cortadora de césped, nuevamente.

Para lidiar con este «ruido» ambiental que influye en las lecturas de su detector homodino, el equipo incorporó tecnología que puede identificar posibles fuentes de interferencia y tenerlas en cuenta, mejorando la sensibilidad del sistema a las fluctuaciones aleatorias reales.

Reducido, el resultado final es una plataforma a escala de chip capaz de bombear de manera confiable números aleatorios para todas sus necesidades de cifrado.

A medida que la informática crece en poder y nuestra necesidad de proteger los secretos de miradas indiscretas se vuelve cada vez más apremiante, las formas confiables de garantizar que los datos se puedan transferir de manera segura se vuelven cada vez más importantes.

Esto significa grandes cadenas de código que ninguna computadora puede adivinar.

Por supuesto, los números aleatorios son útiles en una gran variedad de áreas, desde asegurarse de que sus muestras de estudio sean imparciales hasta determinar si su mago elfo de nivel cinco en Dungeons & Dragons puede golpear al gigante con un misil mágico.

Incluso podrían hacer el último truco de magia.

Esta investigación fue publicada en PRX cuántico.