Günlük yaşamda rastgelelik birçok yerde karşımıza çıkıyor; bir çekilişin sonucu, güvenli bir şifre veya bir jüri seçimi. Ancak çoğu zaman rastgele olduğunu düşündüğümüz bu seçimler, arka planda algoritmalarla belirleniyor. Oysa gerçek rastgelelik, yalnızca kuantum fiziğinin sunduğu belirsizlikle mümkün olabiliyor.
Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) ve Colorado Boulder Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, kuantum mekaniği temelli dünyanın en doğru rastgele sayı üretecini geliştirdiklerini duyurdu. Sistemin adı Colorado Üniversitesi Rastgelelik İşaretçisi (CURBy) olarak belirlendi ve artık bir web sitesi aracılığıyla kamuya açık şekilde rastgele sayı üretiyor.
KUANTUM DESTEKLİ YENİ YAKLAŞIM
Geliştirilen sistem, rastgeleliğin kaynağını kuantum yerel olmayanlık ilkesine dayandırıyor. NIST araştırmacıları, bu amaçla “Bell testi” olarak bilinen bir kuantum deneyini temel aldı. Bu deneyde, doğrusal olmayan bir kristal aracılığıyla dolanık fotonlar üretildi. Fotonlar optik fiberler yardımıyla ayrı laboratuvarlara gönderildi. Farklı fiziksel ortamlarda ölçülen bu parçacıkların polarizasyonları tamamen rastgele belirlendi.
ZAMANLA GELİŞEN TEKNOLOJİ
İlk olarak 2015 yılında küçük sayı kümeleri üretmek için haftalar süren testlerle hayata geçirilen deney, yıllar içinde daha verimli hale getirildi. Son denemelerde 40 günlük süreçte yüzde 99,7 başarı oranıyla 7.454 adet rastgele sayı üretildi. Üstelik saniyede 250.000 ölçüm yapılabildiği belirtildi.
Bu kuantum ölçümleri, Colorado Boulder Üniversitesi'nde geliştirilen özel bir bilgisayar programıyla ikili bit dizilerine dönüştürülüyor.
TAKİP EDİLEBİLİR VE DOĞRULANABİLİR
CURBy sisteminin en önemli özelliklerinden biri, yalnızca rastgele sayı üretmekle kalmayıp, bu sayıları takip edilebilir ve doğrulanabilir kılması. NIST ekibi bu amaçla, Bell testlerinin güvenilirliğini belgelemek üzere kuantum uyumlu bir blok zinciri sistemi oluşturdu. Twine adlı bu protokol, her sayı için bir dijital parmak izi (hash) oluşturuyor. Böylece, kullanıcılar sayıların rastgeleliğini doğrudan doğrulayabiliyor ve sistem şeffaf bir güvenlik yapısı sunuyor.
GELECEĞİN UYGULAMALARINA KAPI
CURBy, bilim dünyasında önemli bir eşik olarak değerlendiriliyor. Sistem, hem kamu hizmeti sunuyor hem de kuantum teknolojilerinin pratik alandaki uygulamalarına örnek teşkil ediyor. Uzmanlara göre, bu gelişme rastgeleliğe dayanan tüm sistemlerde -güvenlik, kriptografi, yapay zekâ gibi alanlarda- yeni bir sayfa açabilir.
