一种基于量子物理学的方法产生了真正不可预测的数字串。
本报讯 量子实验的结果本质上是不可预测的。现在，物理学家首次将这一特性与区块链技术相结合，在一个完全透明的过程中生成随机数。
随机数应用广泛，如彩票中奖、陪审员选择、临床试验中的安慰剂分配等。开发该新系统的研究人员表示，一个不仅产生真正随机的数字，而且以可追踪、可验证的方式产生数字的过程，可以增加额外的可信度。
研究人员的方法建立在一种基于量子物理的随机数生成技术之上。该技术由美国国家标准与技术研究院（NIST）的物理学家于2018年首次提出。它使用一种设备产生相互纠缠的光子对，这意味着它们共享一个量子态。每对光子被发送到相距约100米的两个测量站，在那里通过检测它们的偏振最终产生一串数字比特（0和1）。
这些比特是真正随机的，因为量子物理学规定，光子在未被探测到之前不具有明确的偏振态，并且测量结果是随机的。
至关重要的是，在每个地点进行探测的方式是随机且独立选择的——两个地点之间的任何协调都需要信号以比光速更快的速度在它们之间传播。然后，美国科罗拉多大学的设备会对结果进行独立检查。
在《自然》6月11日描述的该系统最新升级中，研究团队使用区块链技术对测量中的每一步进行时间记录，从而使第三方能够验证该过程。这一改变意味着，任何访问公开数据的人都能够看到该过程是否被篡改。
该团队还极大提高了系统效率。“实验中，我们在大约20秒内产生512个比特。”论文作者之一、NIST的物理学家Krister Shalm说，“在2018年，这需要10分钟。”
在3月发表的另一项实验中，另一个研究团队首次展示了可以使用量子计算机生成随机数。法国量子密码学研究中心Quriosity的数学家Peter Brown表示，该技术“非常好”，并且可能比NIST基于纠缠的实验更容易实现。
但就目前而言，NIST的系统是唯一完全可追踪的系统。
“公共随机性有一些很好的应用，对这些应用来说，事后验证是一个重要特性。”Brown说，例如，任何被选中履行陪审员职责的人都可以验证这种选择确实是随机进行的。（李木子）
相关论文信息：
10.1038/s41586-025-09054-3
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