新发现揭示了一项重新定义我们对偶然理解的突破性创作

由Renato Renner领导的苏黎世ETH研究人员通过用微波光子将两个通过30米隧道相连的量子比特纠缠在一起，然后用双源提取器优化输出，构建了一个“完美骰子”。这项在《自然》杂志发表的实验产生的随机数，其不可预测性由物理学认证，指向在密码学和游戏中经典生成器无法匹敌的应用。

• 关键要点：
• • Renato Renner的ETH苏黎世团队通过连接2个量子比特超过30米，生成了经过认证的随机性。
• • 《自然》研究可能增强密码学、游戏和安全系统，超越经典方法。
• • ETH苏黎世的发现增强了量子优势，可能在2026年后重塑安全模型。

在苏黎世一条30米长的隧道中，两个量子比特交换微波低语，随后出现了任何机器都无法预料的数字。由Renato Renner领导的ETH苏黎世团队利用纠缠和双源提取器，生成了一串由物理学而非硬件假设认证的随机数。这一成果打破了确定性的旧观念，直指密码学和彩票系统等实际应用。发表在《自然》上的这项工作认为，不可预测性不是测量的缺陷，而是现实的内在特性。

搅动随机性：量子物理如何挑战决定论

日常生活似乎可预测，但量子物理不断撼动这一认知。在最微小的尺度上，结果拒绝被确定，而这种不确定性不是仪器的缺陷，而是自然的表现。科学家们长期以来一直在问，是否可以利用这种不可约的混沌产生纯粹的随机性。ETH苏黎世的研究人员现在表示可以，并提供了令人震惊的证据。

ETH苏黎世的实验：首个“完美骰子”

由密码学家Renato Renner带领，团队打造了他们所称的“完美骰子”，一种输出无法被预测的比特的系统，甚至连其创建者也无法预料。该装置利用了通过微波光子连接的两个量子比特之间的量子纠缠，距离约98英尺。对一个量子比特的测量与另一个相关，但单个结果本质上仍然无法知道。

这些测量的原始结果随后通过“二源提取器”进行处理，这是一种将微弱随机输入净化为可证明随机输出的技术。其核心依据是物理学，而非对设备内部的信任。换句话说，这种随机性由实验结构和量子理论本身认证。该工作发表在《自然》上，依托于数十年的贝尔测试研究，排除了隐藏的经典变量。

应用与量子优势

这种方法不同于依赖算法或复杂环境噪声的常规生成器。这里，输出基于量子力学的定律。直接目标是密码学，其中密钥安全性取决于不可预测性。银行、云服务提供商和硬件安全模块可以将这些经过认证的比特用于密钥生成、可信启动和高风险认证。

游戏和彩票也是明显的应用对象，尽管规模和成本将决定推广速度。研究人员还将这一结果视为量子优势的证据，即在保证方面经典机器无法匹敌。对开发者和CISO而言，实际信息很简单：基于物理的熵可以提升安全架构的底线，即使这些架构仍依赖伪随机种子。

一个哲学问题：宇宙核心的混沌

超越工具和协议，这一结果推动了一个长期存在的辩论。如果某些输出在理论上无法预测，那么不确定性不仅仅是无知，而是深植于现实之中。这支持了量子力学的概率观点，并缩小了隐藏决定论解释的空间。它也重新定义了风险模型：某些不确定性无法被平均化，只能被尊重和利用，就像这里所展示的那样。