Escoge una carta, cualquiera. Como un mago tortuoso, el Universo ya conoce tu selección, ya que las leyes de la física guían todo, desde tu cableado neurológico hasta las contracciones de los músculos de tu mano.
Pero, si se le pide que elija una partícula de un espacio vacío, es posible que tengas la oportunidad de engañar al Universo. Porque allí encontrará una forma de aleatoriedad como ninguna otra, una que los ingenieros han aprendido a aprovechar en su búsqueda de lo verdaderamente impredecible. Gracias a las innovaciones desarrolladas por investigadores de instituciones en Bélgica, Dinamarca e Italia, podemos ejecutar esta búsqueda en un tiempo récord, extrayendo 100 gigabits de datos de la nada literal cada segundo.
Lo que normalmente piensas que es aleatoriedad es, en el mejor de los casos, un reflejo de tu ignorancia. Sin ofender. Un amigo que aparece ‘al azar’ para tomar un café sabe al 100% de confianza que va a ir a tu casa. Sólo es aleatorio porque no lo sabes.
Del mismo modo, el lanzamiento de una moneda, el lanzamiento de un dado, la llegada de una tormenta o el impacto de un asteroide tampoco son eventos verdaderamente aleatorios. Cada uno está gobernado por una red compleja de efectos colaterales que, en teoría, podrían predecirse individualmente con suficiente conocimiento.
No se puede decir lo mismo de los sistemas cuánticos. Acércate a una partícula y podrás conocer su posición, pero su energía es un espectro de posibilidades. Conoce su energía con absoluta precisión, y su ubicación se convertirá en una propiedad incognoscible esparcida por el espacio.
Deshazte de la partícula y el propio espacio seguirá las mismas reglas cuánticas. Acércate a un parche vacío de la nada, la energía presente incluirá posibilidades que, en teoría, generarían partículas.
Estas partículas ‘virtuales’ tampoco son meros brebajes de nuestra imaginación. Existen, de forma cuántica, emergiendo y aniquilándose en un parpadeo al que nos referimos como espuma cuántica.
Conocido desde hace mucho tiempo por afectar una amplia gama de fenómenos físicos, desde la forma en que se generan los láseres hasta cómo los enlaces químicos dispersan la luz, no es difícil aprovechar la espuma cuántica en nombre de la generación aleatoria de datos. Lo que es un desafío continuo es encontrar un método confiable que no requiera una gran cantidad de equipos que puedan ralentizar el proceso y dificultar su empleo en el campo.
Los investigadores detrás de este último avance muestran cómo un dispositivo llamado detector homodino equilibrado integrado ofrece resultados varias veces más rápido que otros enfoques novedosos, sin mucho equipaje adicional. La detección homodina mide las características del campo eléctrico de un estado cuántico, lo cual es útil para realizar un seguimiento continuo de los chasquidos, crujidos y estallidos de partículas virtuales.
Desafortunadamente, los estados cuánticos tienen la frustrante costumbre de enredarse con las características menos cuánticas de su entorno, haciéndolos menos aleatorios que su vecino apareciendo para pedirle prestado su cortacésped, una vez más. Para lidiar con este ‘ruido’ ambiental que influye en las lecturas de su detector homodino, el equipo integró tecnología que podría identificar fuentes de interferencia potencial y tenerlas en cuenta, mejorando la sensibilidad del sistema a las fluctuaciones aleatorias reales.
Reducido, el resultado final es una plataforma a escala de chip capaz de bombear de manera confiable números aleatorios para todas sus necesidades de encriptación. A medida que la informática crece en poder y nuestra necesidad de ocultar los secretos de miradas indiscretas se vuelve cada vez más apremiante, los medios confiables para garantizar que los datos se puedan transferir de manera segura se vuelven cada vez más importantes.
Eso significa grandes cadenas de código que ninguna computadora puede acercarse a adivinar. Por supuesto, los números aleatorios son útiles en una gran variedad de campos, desde asegurarse de que tus muestras de estudio sean imparciales hasta determinar si tu mago elfo de nivel cinco en Calabozos y Dragones puede golpear al gigante con un misil mágico. Incluso podrían hacer el último truco de magia.
Esta investigación fue publicada en PRX Quantum.
Fuente: Science Alert.
