Gruppo di ricerca dell'ÖAW utilizza il limite di velocità quantistico per generare numeri casuali certificati

A differenza dei generatori di numeri casuali classici, i cui risultati possono sembrare casuali ma potrebbero essere previsti attraverso un modello, i procedimenti basati sul QSL forniscono, secondo il team, un'imprevedibilità dimostrabile. "Das lässt sich durch ein klassisches Modell nicht erklären", ha spiegato Caroline Jones del gruppo di Müller all'APA. "Wir erzeugen damit sicheren Zufall."

Casualità certificata come elemento di sicurezza

Per applicazioni critiche in termini di sicurezza, come le comunicazioni cifrate o le votazioni digitali, è necessario un grado di affidabilità superiore rispetto a quello richiesto per semplici numeri casuali, ha sottolineato Jones. "Zertifiziert zufällige Zahlen, die nicht nur zufällig erscheinen, sondern nachweislich unvorhersehbar sind - selbst für Angreifer, die mehr über unsere Laborgeräte wissen als wir" - così ha formulato la richiesta posta al procedimento.

Il principio riprende un'antica disputa della fisica. "Ursprünglich wurde diese Unbestimmtheit in der Quantentheorie skeptisch gesehen (Albert Einstein: "Der Alte würfelt nicht"), doch spätestens Werner Heisenbergs Unschärferelation verankerte den probabilistischen Ansatz", scrivono i ricercatori nel testo di accompagnamento.

Significato per la crittografia e la sicurezza informatica

La dimostrazione pratica costituisce il nucleo della pubblicazione. I ricercatori dell'IQOQI sono riusciti a mostrare sperimentalmente che le sequenze di bit ottenute da un sistema quantistico superano test statistici e dispongono al contempo di un certificato che ne attesta la reale casualità. Viene così colmata una lacuna tra meccanica quantistica teorica e applicazione concreta.

Müller e il suo team vedono nei risultati un contributo alla crittografia di prossima generazione. I computer quantistici di costruzione tradizionale potrebbero violare molte delle crittografie oggi in uso; parallelamente stanno nascendo procedimenti basati su effetti fisico-quantistici. I numeri casuali certificati sono considerati, in questo contesto, un elemento importante.

Prospettive e questioni aperte

Il procedimento potrebbe in prospettiva essere impiegato in settori sensibili sotto il profilo della sicurezza, come le comunicazioni statali, le transazioni finanziarie o i sistemi elettorali. Resta finora aperta la questione di come il metodo possa essere portato a scale industriali e quali standard sarebbero necessari per la certificazione.

Lo studio si inserisce in una serie di lavori internazionali che mirano a rendere utilizzabili gli effetti quantistici per la sicurezza informatica. Mentre aziende come IBM e Google lavorano soprattutto sui computer quantistici, gruppi accademici come quello dell'IQOQI perseguono applicazioni complementari, nelle quali non è la potenza di calcolo al centro, bensì l'imprevedibilità di principio della natura.