量子物理学如何助力产生真正的随机数

在计算机科学和密码学中，随机数的重要性不言而喻。传统的伪随机数生成器依赖确定性算法，无法实现真正的随机性。如今，量子物理学为这一难题提供了突破性解决方案。

传统随机数生成器基于初始种子和复杂算法，其输出虽然看似随机，但在理论上可预测。相比之下，量子随机数生成器利用量子力学的内在不确定性原理，例如光子偏振或原子衰变等物理过程，生成真正不可预测的随机序列。

Nature 自然科研机构的研究表明，量子系统中的随机性源于微观粒子的本质行为，如叠加态和测量坍缩，这些过程不受任何隐藏变量影响，确保了绝对的随机性。例如，通过测量光子的偏振方向或电子自旋，可以提取无法被复制的随机比特。

这一进展不仅推动了自然科学研究和试验发展，还在加密通信、金融安全和模拟实验中发挥关键作用。随着量子技术的成熟，真正的随机数生成将更加普及，为科学和工程领域带来革命性变革。