Generadors de nombres aleatoris quàntics superràpids permeten una

Els generadors de nombres aleatoris, desenvolupats per l'empresa Quside Technologies, en col·laboració amb el professor ICREA a l’ICFO Morgan W. Mitchell, han sigut la peça clau en un experiment innovador a l'àrea de física quàntica. L'experiment, que s'ha publicat recentment a la revista Nature., s’ha realitzat als laboratoris del Prof. Andreas Wallraff de l'ETH Zurich, i ha aconseguit una "prova de Bell lliure de loopholes (escapatòries)", semblant als experiments que van guanyar el Premi Nobel de Física l'any passat. Per primera vegada, l'experiment de l’ETHZ ha aconseguit fer aquest tipus d'experiment amb bits quàntics superconductors, la base dels ordinadors quàntics més avançats avui dia. Els resultats mostren ”l’acció fantasmal a la distància”, en què els objectes en diferents llocs es comporten com si fossin un sol sistema.

Tal com expliquen els investigadors del grup d'ETHZ, primer van "entrellaçar" dos qubits superconductors a temperatures quasi al zero absolut i separats per 30 metres de distància. Després van mesurar l'estat dels qubits simultàniament i van observar que l'estat d'un d’ells generalment coincidia amb l'estat de l'altre qubit, una resposta coordinada o sincronitzada consistent amb una "acció fantasmal a distància". Per estar segurs que aquesta coordinació no es devia a senyals ordinaris que viatjaven d'un qubit a l'altre, l'equip d'ETHZ va triar a l'atzar quin tipus de mesuraments fer sobre els qubits, i els van prendre tan ràpidament que ni tan sols un senyal a la velocitat de la llum podia arribar a l’altre qubit a temps.

Aconseguir superar aquest gran repte demanava tenir uns generadors de nombres aleatoris extremadament ràpids i per això, l'equip d'ETHZ va recórrer a Quside i al grup de recerca del professor Mitchell a l’ICFO per desenvolupar un generador de nombres aleatoris amb una velocitat sense precedents. Quside va adaptar la seva tecnologia patentada, de generació de nombres aleatoris quàntics (QRNGs), combinant una arquitectura paral·lela nova amb una fase “d'extracció d'aleatorietat" extremadament ràpida. D'aquesta manera, els dispositius de QRNG van generar bits aleatoris purs a 17 nanosegons, el temps que triga la llum a recórrer 5 metres. “L’ETHZ ens va demanar que anéssim més enllà de la tecnologia d'última generació en la producció de nombres aleatoris. Mai abans un experiment havia necessitat números aleatoris tan bons en tan poc temps. L'equip de Quside va fer un treball increïble per dissenyar la solució i integrar-la a l'experiment d'ETHZ”, comenta Carlos Abellán, CEO de Quside i coautor de l'estudi.

Els resultats de l'experiment confirmen que la mecànica quàntica permet correlacions no locals, cosa que significa que els circuits superconductors es poden entrellaçar a una distància comparativament gran. Això podria donar lloc a nous mètodes de comunicacions segures.

Per a l'equip de Quside i l’ICFO, la participació en l'experiment d’ETHZ no és només una oportunitat de contribuir a la física fonamental. Com diu el professor Mitchell, "Aquest experiment ens va empènyer a desenvolupar tecnologies que ara apliquem en el camp de la seguretat a les comunicacions i la computació d'alt processament i rendiment, que també necessiten nombres aleatoris molt ràpids i d'alta qualitat".