აინშტაინმა ერთხელ თქვა, რომ ღმერთი კამათელს არ თამაშობს. სავარაუდოდ, ამით აინშტაინმა იგულისხმა, რომ ჭეშმარიტი შემთხვევითობა არ არსებობს. თუ ფიზიკოსი მართლაც ამას გულისხმობდა, დღეს უკვე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ იგი ცდებოდა. ამაში კოლორადოს ბოლდერის უნივერსიტეტისა და სტანდარტებისა და ტექნოლოგიის ეროვნული ინსტიტუტის (NIST) ახალი კვლევა დაგარწმუნებთ.
შემთხვევითობის პრობლემა
შემთხვევითი რიცხვების არაპროგნოზირებადობა უამრავ სფეროშია ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანი, მაგალითად, ციფრულ უსაფრთხოებაში. ამისდა მიუხედავად, რეალურ სამყაროში ჭეშმარიტი შემთხვევითობის მიღწევა შეუძლებლად მიიჩნევა.
ჭეშმარიტი შემთხვევითობა ნიშნავს, რომ ხდომილობის წინასწარ ცოდნა სამყაროში არავის და არაფერს შეუძლია. კამათლის გაგორებას ხშირად შემთხვევითად მივიჩნევთ, მაგრამ რეალურად შემთხვევითი ესეც კი არაა. უფრო მეტიც, შემთხვევითი რიცხვების დამაგენერირებელ კომპიუტერულ პროგრამებსაც კი არ შეუძლია სრულიად შემთხვევითი რიცხვების შექმნა.
ამ ჯიუტი პროგნოზირებადობისთვის გვერდის ავლა შესაძლებელია. გამოსავალი კვანტურ სამყაროში უნდა ვეძიოთ. მაგალითად, ორჭრილოვანი ექსპერიმენტი ავიღოთ. წარმოიდგინეთ მყარი ეკრანი, რომელსაც ორი ჭრილი აქვს. თუ მისკენ სინათლის სხივს მივმართავთ, ეკრანზე ინტერფერენციული სურათი მიიღება — მონაცვლეობით ბნელი და ნათელი ზოლები გამოჩნდება. ინტერფერენციის ზუსტად პროგნოზირება შეუძლებელია. ამისდა მიუხედავად, კლასიკური მექანიკისგან განსხვავებით, ნებისმიერი ნაწილაკის მდებარეობა პრობაბილისტურია და არა დეტერმინისტული.
სხვაგვარად რომ ვთქვათ, კვანტური სამყარო ის ადგილია, სადაც ჭეშმარიტი შემთხვევითობის პოვნა შეგვიძლია. ამის დამტკიცება შესაძლებელია. გასაღები ბელის ტესტშია: ვატარებთ ექსპერიმენტს, ვზომავთ შედეგებს და ვშლით ყველაფერს, რაც კლასიკური ფიზიკითაც შეიძლება აიხსნას. უნდა ვივარაუდოთ, რომ ამის შედეგად დარჩენილი ნებისმიერი კორელაცია კვანტური ფიზიკიდან მოდის.
ამ გზით სამყაროში საუკეთესო შემთხვევითი რიცხვების გენერატორის შექმნა შეგვიძლია. მეორე მხრივ, საკითხავია — როგორ მივხვდებით, რომ გენერირებული რიცხვები მართლაც შემთხვევითია?
კვანტური შემოწმება
შეკითხვა მარტივია, პასუხი — კომპლექსური. ისევ ბელის ტესტს უნდა მივმართოთ, უფრო კონკრეტულად კი — მის გაუმჯობესებულ ვერსიას. ეს შემდეგნაირად მუშაობს: შორეული ფოტონების წყვილს შორის კორელაციას უნდა დავაკვირდეთ. ეს ნაწილაკები ისე უნდა იყოს მოწყობილი, რომ არცერთი ფაქტორი აღარ არსებობდეს, რომელიც შემთხვევით კვანტური მექანიკის ეფექტებს მიბაძავს, მაგალითად, სისტემის შიგნით არსებულ ინტერფერენციას.
NIST-ის მკვლევრებმა 2018 წელს სწორედ ეს ტექნიკა გამოიყენეს.
“ერთი შეხედვით, მონეტის აგდება შემთხვევითია. მეორე მხრივ, თუ მისი მოძრაობის ტრაექტორიას თვალს მიადევნებთ, შეგეძლებათ განსაზღვროთ, თუ რომელი მხრიდან დაეცემა იგი”, — განმარტავს მათემატიკოსი პეტერ ბირჰორსტი — “ჩვენი კვანტური წყარო და პროტოკოლი კი ჭეშმარიტი შემთხვევითობის გარანტიას იძლევა”.
ეს სრულყოფილ გამოსავლად ჟღერს, მაგრამ პრობლემები აქაც შეიძლება წარმოიშვას. ამ მეთოდს ბევრი დრო მიაქვს — როგორც ამ ყველაფრის მოწყობას, ასევე გაშვებას. კიდევ უფრო დიდი პრობლემაა, რომ ეს მხოლოდ ერთი წყაროა — ვერავინ მიხვდება, თუ ვინმე ჩუმად მასში პროგნოზირებადი შედეგების შეყვანას შეეცდება.
არაპროგნოზირებადობის დემოკრატიზება
ძალა რიცხვებშია — მკვლევრებმა ახალი CURBy ხელსაწყოთი ეს აფორიზმი გააცოცხლეს.
CURBy (კოლორადოს უნივერსიტეტის შემთხვევითობის შუქურა) შემთხვევით რიცხვებს NIST-ის მიერ შედგენილი მეთოდებით აგენერირებს. ეს პროცესი წუთში 15 მილიონჯერ მეორდება. შედეგები დასამუშავებლად კოლორადოს ბოლდერის უნივერსიტეტის ეგზავნება. საბოლოო შედეგის მიღებას შვიდ წუთზე ოდნავ ნაკლები სჭირდება. ეს ბინარული კოდის 512 შემთხვევით ბიტს გულისხმობს, რაც 2512 შესაძლო შემთხვევითი რიცხვის ტოლფასია.
ეს ყველაფერი ამით არ მთავრდება. ამ საქმის შესასრულებლად რიცხვების გენერირება აუცილებელია, თუმცა მთავარი მათი შემოწმებაა. სწორედ აქ ჩნდება გუნდის ინოვაცია.
“გამოსავალი პროტოკოლშია, რომელსაც Twine დავარქვით. იგი სხვადასხვა ჰეშის ჯაჭვის შეერთებაზეა დაფუძნებული, რომლებიც ჰეშის გრაფს ქმნის”, — განმარტეს ავტორებმა ნაშრომის პრეპრინტულ ვერსიაში — “ეს ძირეულად იგივეა, რაც ზედმეტად დიდი ბლოკჩეინი: მონაცემების კრიპტოგრაფიულად უსაფრთხო სია, რომელში დამატებული ყოველი ახალი ინფორმაცია წინა ბლოკთან ერთადაა “ჰეშირებული”. ეს განსაკუთრებით გამოსადეგია, რადგან სხვა შემთხვევაში მონაცემთა ბლოკში ცვლილების შეტანა მთლიანი ჯაჭვის ხელახალ გადაწერას მოითხოვდა”.
იმისთვის, რომ ერთ ჯაჭვზე არსებული ყველა ბლოკის დაზიანება შეუძლებელი გახდეს, Twine პროტოკოლით ბლოკები სხვადასხვა მხარის მიერ მართულ ბლოკჩეინების ჰეშებს შეიძლება შეიცავდნენ. ამით მიმართული აციკლური გრაფი იქმნება. თუ რომელიმე მხარე საკუთარი გამოქვეყნებული ჩანაწერების დაზიანებას ეცდება, ამას სხვა მხარეები შეამჩნევენ, რადგან ჰეშები მათ ჯაჭვებთან შეთავსებადი აღარ იქნება.
რამდენი ადამიანია ამ ქსელში ჩართული? რამდენიც მოგესურვებათ. არსებობს ვებ-საიტი, რომელზე წვდომაც ნებისმიერ მომხმარებელს შეუძლია. ეს შემთხვევითობის ქსელია, რომელში მონაწილეობაც ყველას შეუძლია, მისი კონტროლი კი — არავის.
კვლევა გამოცემაში Nature გამოქვეყნდა.
· გადახედვა მედიცინა როგორ ებრძვის პარაცეტამოლი ტკივილს? — მეცნიერებმა მისი მოქმედების მექანიზმი შეისწავლეს როგორ ებრძვის პარაცეტამოლი ტკივილს? — მეცნიერებმა მისი მოქმედების მექანიზმი შეისწავლეს
· გადახედვა კოსმოსი რა რაოდენობის ოქრო არსებობს დედამიწაზე? — მეცნიერები მიახლოებულ რიცხვს ასახელებენ რა რაოდენობის ოქრო არსებობს დედამიწაზე? — მეცნიერები მიახლოებულ რიცხვს ასახელებენ
