最新消息！量子计算机实现可认证随机数生成

在最新一期《自然》杂志上，美国Quantinum团队发表了一篇文章，报告了量子计算领域的一个重要突破：使用一台拥有56个量子比特的设备——Quantinuum System Model H2离子陷阱量子计算机已成功生成认证随机数。这项工作意味着量子计算机在处理现实世界问题方面迈出了关键一步，其能力超过了传统超级计算机。

2024年，Quantinum和摩根大通、谷歌等团队宣布，传统超级计算机无法在各自的量子计算机上完成任务。然而，如何将这种能力转化为解决实际问题仍然是一个挑战。这次使用随机电路取样(RCS)通过认证生成随机数来解决这个问题。随机数是指通过量子力学原理产生的数字序列，在密码学、公平性和隐私性领域具有重要的实用价值。

然而，传统计算机很难产生真正的随机数，通常需要与硬件随机数相结合，但这种方法存在被操作的风险。相比之下，即使量子计算机被对手控制，新方法理论上也无法控制导出，维持随机认证。该团队通过互联网远程访问量子计算机，并根据RCS执行协议。该协议可以产生比输入更随机的结果。

整个过程分为两个步骤:首先，向量子计算机输入复杂的挑战，只能通过随机抽取解决方案来解决;其次，使用多台顶级超级计算机进行经典验证，以确保不可模仿的随机性。在实验中，总共验证了71313位熵，验证率达到每秒1.1。×浮点运算1018次(1.1 ExaFLOPS)。

这是第一次通过实验表明，量子计算机可以生成真正的随机数，经典的超级计算机可以验证这些数字是随机的、新生成的。这项工作不仅展示了量子硬件的进步，而且在统计取样、数值模拟和密码学方面也具有重要意义。