Timu ya watafiti kutoka Marekani imefanikiwa kuunda mfumo wa kuzalisha namba nasibu (random numbers) kwa kutumia kanuni za mekaniki ya quantum. Mfumo huu mpya, unaoruhusu uthibitisho kamili wa uasili wa namba hizo na uhakika wa kutokuwa na udanganyifu, unatarajiwa kuwa na matumizi makubwa katika sekta mbalimbali.
Timu ya watafiti kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Viwango na Teknolojia (NIST) nchini Marekani, ikiongozwa na Gautam Taburi, imetengeneza mfumo wa kuzalisha namba nasibu unaotegemea mekaniki ya quantum, ambapo mchakato mzima wa uchimbaji unafichuliwa wazi ili kuthibitisha kutokuwepo kwa udanganyifu. Matokeo ya utafiti huu muhimu yalichapishwa katika jarida la kimataifa la kisayansi la 'Nature' mnamo Juni 11 (saa za huko).
Uasili wa namba nasibu hutumika mara nyingi kuondoa upendeleo katika maamuzi mbalimbali, kuanzia michezo rahisi ya kamari, bahati nasibu, hadi uteuzi wa majaji katika mahakama za Marekani. Mpangilio wa namba ambao ni mgumu kutabiri pia huongeza usalama, hivyo hutumika sana katika algoriti za usimbaji data.
Jenereta za namba nasibu za kawaida, zinazotegemea kompyuta za zamani, zina udhaifu mkubwa wa kutoweza kuthibitisha kama namba zinazozalishwa ni nasibu kweli. Kwa kuwa algoriti zinazotumika hatimaye huonyesha ruwaza (patterns), kuna hatari isiyoepukika ya wadukuzi au wataalamu kudanganya au kutabiri namba zinazofuata.
Ingawa Albert Einstein aliwahi kusema kuwa "Mungu hachezi kete" akimaanisha mekaniki ya quantum, imethibitika kuwa kanuni ya msingi ya mekaniki ya quantum ya kisasa inategemea uasili. Krister Shalm, mtafiti mwingine kutoka NIST, alieleza: "'Uasili wa kweli' ni kitu ambacho hakuna kiumbe chochote katika ulimwengu kinachoweza kukitabiri. Kama Mungu anacheza kete na ulimwengu, tunaweza kuugeuza kuwa jenereta bora zaidi ya namba nasibu."
Timu ya utafiti, kwa kushirikiana na watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Colorado Boulder, walitumia kanuni za 'Bell Test', jaribio linalothibitisha uasili wa mekaniki ya quantum, kutengeneza jenereta ya namba nasibu iitwayo 'Colorado University Randomness Beacon (CURBy)'.
Jaribio la Bell linahusisha kupima hali za quantum za jozi za fotoni zilizoko katika hali ya 'quantum entanglement' (mwingiliano wa quantum). Kila fotoni huwepo katika hali ya quantum ambayo haijabainishwa kimwili, na inapozingatiwa, huamua hali moja. Mchakato huu hauwezi kurudishwa nyuma.
Wakati kila fotoni katika jozi iliyofungamana inazingatiwa, uasili huonekana, lakini katika matokeo ya jumla, uhusiano wa sababu na matokeo huonekana. Kwa mfano, ikiwa tutafikiria fotoni A na B katika hali ya quantum ambapo kila moja ina uwezekano wa 50% wa kuonyesha 'kichwa', ikiwa fotoni hizo zimefungamana ili kuonyesha pande tofauti, basi fotoni A ikionyesha 'kichwa', fotoni B itaonyesha 'mkia' daima.
Mfumo wa kuzalisha namba nasibu uliotengenezwa na timu ya utafiti huanza kwa kuzalisha jozi ya fotoni zilizofungamana ndani ya fuwele maalum. Kila fotoni husafiri kupitia nyuzi za macho hadi umbali wa mita 110 kutoka kwa nyingine, kisha hali yake ya quantum hupimwa kwa wakati mmoja. Mchakato huu hurudiwa mara 250,000 kwa sekunde.
Matokeo ya vipimo vya hali za quantum za fotoni hubadilishwa kuwa msimbo wa binary wenye tarakimu 512, unaojumuisha 0 na 1. Hii inamaanisha kuwa taarifa hiyo imezalishwa kwa uasili wa kweli wa mekaniki ya quantum. Timu ya utafiti imejenga mfumo ambapo mchakato mzima, kutoka kwa kipimo cha hali ya fotoni hadi uzalishaji wa msimbo, hurekodiwa hadharani. Hivyo, mtu yeyote anaweza kuangalia seti ya data na kuthibitisha kutokuwepo kwa udanganyifu.
Timu hiyo imefanikiwa kuendesha jenereta ya namba nasibu mara 7,454 ndani ya siku 40 na kuchimba namba nasibu 7,434. Kwa wastani, walizalisha namba nasibu 186 kwa siku, na kila operesheni ilichukua kati ya sekunde 207 na 327.
Matokeo haya ya utafiti yanaweza kutumika katika nyanja zote zinazohitaji namba nasibu. Mtafiti Kaburi alielezea uvumbuzi huu kama "teknolojia muhimu ambayo iko mstari wa mbele wa sayansi ya msingi na wakati huo huo ni muhimu."