さらに進む前に、まずランダム性とは何かを見てみましょう。ここでいうランダム性とは、予測が一つの方向に傾いていながら、実際に起こることは別の方向を指す状況です。これは、あなたがサイコロを振るとき、どの数字が出るかを予測できないことに似ています。1が出るかもしれませんが、3や6が出ることもあります!それは単にランダム化されているため、どの数字が表示されるのかはわかりません。
ゲームの世界だけでなく、私たちのニュースのセキュリティを考える場合でも、ランダム性は非常に重要です。量子ランダム数がその解決策となります。これらは特定の量子ランダム数生成機によって生成されます。この機械は、本当にランダムな数値を生成するために量子力学という素晴らしい科学を利用します。誰も、その数値が単に明確な範囲内の可能な値からランダムに選ばれていることを知りません――その機械を作った人でさえも!
私たちは量子乱数が必要な理由は、それらが完全に予測不可能な方法で特殊な鍵を生成し、ハッカーからの情報保護に使用されるためです。その結果、機密情報(例えば住所やクレジットカード)を送信する際には、誰かがそのデータを盗んで悪意のある目的で使用することはないという保証があります。
一部の監視団体によれば、量子乱数は安全な未来の通信に使用できる可能性があります。これは、ほぼ解読不能なコードを作成できる量子力学の原理が存在することによるものです。これらのコードを使用して、メッセージを送信することで、それを読むことを意図した人物のみが内容を理解でき、プライバシーとセキュリティが維持されます。

しかし、量子乱数はその汎用的な数学的方法に頼らないより高いレベルのセキュリティを提供します。これは、量子マシンによって生成される数値が完全にランダムであり、いかなる方法でも予測できないためです。最も高性能で高速なコンピュータであっても、この種の暗号を解読するには膨大な時間がかかり、誰もが良い保護を得られます。

量子力学は、電子などの原子以下の粒子が同時に複数の状態を占領できるように許します。0状態と1状態を同時に持つ状態のことを「重ね合わせ」と呼びます。量子粒子の測定値はランダムであり、測定したり予測したりできない何らかの根源からの影響を必要としません。このような性質を活用して、量子コンピュータは完全に新しい数値を得るための測定を行います。

量子的な乱数は、名前通りに何らかのランダム性を含んでいるかもしれませんが… あるレベルでは、それが純粋に偶然によってのみ決定されるという私たちの考えとは異なるものです。もし誰かが宇宙内のすべての粒子を完全に知っていた場合、その挙動は決定論的である可能性があります。
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