Iontový kvantový počítač přinesl ovoce. Kredit: Quantinuum.

Není tajemstvím, že generování skutečně náhodných čísel představuje chronický problém současné vědy a technologií. Doopravdy náhodná čísla je možné získávat tradičními metodami, jako jsou hody mincí, vrhání kostkami nebo roztáčení rulety. Pro hazardní hry to obvykle stačí, ale pro moderní aplikace je to zcela nepraktické. Počítače obvykle používají generátory pseudonáhodných čísel, ty ale fungují tak pro videohry a pro náročnější aplikace opět nejsou moc vhodné.

Marco Pistoia. Kredit: JPMorganChase.

Co nejvíce náhodná čísla jsou přitom velmi důležitá pro kryptografii nebo pro statistické analýzy a simulace, na kterých zase stojí podstatná část soudobé vědy. Určitou možnost nabízejí fyzikální generátory náhodných čísel. Mohou například vytahovat náhodná čísla z nepředvídatelných atomárních jevů, jako jsou radioaktivní rozpady. Generátor Lavarand od Silicon Graphics zase používal lávové lampy.

Marco Pistoia z Global Technology Applied Research u JPMorganChase a jeho spolupracovníci přicházejí s kvantovým průlomem v oblasti kvantových čísel, který by mohl mít dalekosáhlé důsledky. Použili 56-qubitový kvantový počítač, s nímž poprvé experimentálně předvedli náhodnost, kterou poté ověřili s klasickým superpočítačem. Otevřeli tím cestu k praktickému využití kvantových počítačů, které zatím poněkud vázne.

Logo. Kredit: JPMorganChase.

Badatelé použili protokol certifikované náhodnosti, který v roce 2018 navrhl Scott Aaronson z Quantum Information Center na UT Austin. Jak přiznává, v té době netušil, jak dlouho potrvá, než to někdo experimentálně uskuteční. Teď k tomu došlo a je to první krok k využití kvantových počítačů jako generátorů certifikovaných náhodných čísel pro náročné kryptografické aplikace.

V experimentu sehrál klíčovou roli 56-qubitový iontový kvantový počítač (trapped-ion quantum computer) Quantinuum System Model H2. Byl připojený na dálku, přes internet a generoval náhodné bity. Ve Quantinuu si pochvalují, že se jejich technologie iontového kvantového počítače osvědčila a že umožňuje solidní kvantové zabezpečení, stejně jako pokročilé simulace doopravdy náhodnou povahou napříč mnoha odvětvími, včetně financí nebo průmyslu.

Video: Marco Pistoia The Important of Quantum Computing for Financial Institutions

Video: Quantinuum System Model H2: 56 Qubits Challenging the World's Best Supercomputers

Literatura

University of Texas at Austin 26. 3. 2025.

Nature online 26. 3. 2025.