私は量子ランダム性を研究してきましたが、科学者や数学者が長年研究しているのを見るのはうれしいことです。どちらも目覚めることができますが、量子ランダム性について学ぶには、まず量子力学と呼ばれるものについて少なくとも基本的な理解が必要です。量子力学は、小さな粒子 (原子や電子など) の挙動を説明しようとする科学の一分野です。1 これらは非常に小さく、肉眼では見えませんが、私たちの環境で起こっていることに大きな影響を与えます。
最小のスケールでは、粒子は完全にランダムで予測が非常に難しいように見える動作をすることがあります。この予測不可能性を量子ランダム性と呼んでいます。簡単に言えば、量子ランダム性とは、粒子が時々完全にランダムに動き、次に何をするか予測できないことです。これは、ボールや車などの大規模なプロセスとは対照的です。大規模なプロセスでは、通常は合理的な予測が可能です。
さて、それで量子ゆらぎと呼ばれるものについてお話しします。このランダム性は量子変動を理解する上で非常に重要です。量子ゆらぎとは、量子システムがエネルギーを変化させる能力のことです。言い換えれば、小さな物体は特に明確な理由もなく、あるエネルギーレベルから別のエネルギーレベルに移動する能力があるということです。まるで、頭の中でスイッチを入れるだけですぐにエネルギーレベルが変わるかのようですが、私たちは必ずしもそれを理解できるわけではありません […]
時々、これらの変動は、私たちがトンネル効果と呼ぶプロセスによって量子障壁を通り抜けます。量子トンネル効果は、超えられないと私たちが信じている壁を通り抜けて移動するという、とてもクールな概念です。例を挙げると、丘を転がるボールを頭の中で想像してください。十分なエネルギーがなければ、ボールは頂上にたどり着くことはできません。量子の世界では別ですが、粒子は、K2 を登るのに十分なエネルギーがなくても、トンネル効果と K1 の出現を同時に実行することがあります。これは、量子スケールの粒子が、まったく予測不可能で奇妙な動作をする可能性があることを示しています。
通常、乱数を生成する方法 乱数を生成する従来の方法は、必ずしも実際にランダムであるとは限りません。多くの場合、特定のルールと数学を使用して、ランダムである可能性があるが、推測できる可能性のある数値を生成します。しかし、量子レベルではランダム性が存在することがわかっているため、真にランダムな数値を生成することが可能です。これにより、予測または再現できなくなります。
量子ランダム性は、真にランダムな（従来のデバイスでは不可能な）キーと、推測やコピーが非常に困難なキーを作成する手段を提供します。これは非常に重要なことです。これにより、ハッカーなどの悪意のある人物が侵入するためのハードルが高まり、この機能がない場合よりも安全なシステムがはるかに難しくなります。量子ランダム性のおかげで、情報を安全にロックして悪意のある人物がそれを悪用することはできません。
量子のランダム性は単なる科学的な空想ではなく、生活のあらゆる場面で応用されています。たとえば、銀行業務、宝くじの抽選、ビデオゲームなどで使用されています。実際、多くのオンライン カジノでは、ゲームのすべての参加者に絶対的な公平性を保証するために、量子ランダム性に基づく乱数ジェネレーターを採用しています。これがランダムでなければ、プレイヤーが不正行為をしたり、ゲームの結果を台無しにしたりすることは非常に簡単です。
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