Генератор хаоса: JPMorgan доказал истинную случайность чисел на квантовом компьютере

Американский банк JPMorgan Chase впервые в мире сгенерировал и подтвердил подлинно случайные числа с помощью квантового компьютера. Это событие может стать важным шагом для повышения безопасности в цифровом мире и найти применение в таких сферах, как криптография, трейдинг и онлайн-лотереи.

Исследование опубликовано в журнале Nature и описывает, как специалисты банка совместно с национальными лабораториями Аргонн и Ок-Ридж, а также Техасским университетом в Остине использовали квантовый компьютер компании Quantinuum (дочерняя структура Honeywell) для генерации случайных чисел. После этого ученые впервые математически доказали, что полученные данные действительно случайны — не псевдослучайны, как это обычно бывает.

Обычные генераторы случайных чисел, используемые в компьютерных системах, на самом деле не являются полностью случайными. Они опираются на заранее заданные математические алгоритмы, которые, запущенные на одинаковых данных, всегда дадут одинаковый результат. Это делает такие системы потенциально уязвимыми, особенно с учетом растущей вычислительной мощности хакеров и развития ИИ.

Ранее и другие компании занимались генерацией случайных чисел, в том числе Quantinuum, чьи продукты уже используются в дата-центрах и «умных» счетчиках. Однако JPMorgan удалось не просто получить такие числа, а подтвердить их истинную случайность. Это особенно важно для критически важных отраслей, таких как финансы и безопасность инфраструктуры, где каждый элемент должен быть проверяемым и защищённым.

«Это может быть полезно везде, где важно доказать, что число действительно случайное, — например, в лотереях или при проведении аудита» , — отметил Константинос Карагианнис, директор по квантовым вычислениям в консалтинговой компании Protiviti. Он не участвовал в исследовании, но подчеркнул: «В криптографии всё упирается в доказательства: либо система безопасна, либо нет. Полутонов не бывает».

Работа длилась год: с мая 2023 по май 2024 года криптографы JPMorgan разработали специальный алгоритм для квантового компьютера, после чего использовали суперкомпьютеры Министерства энергетики США для проверки результатов.

По словам руководителя проекта Марко Пистои, возглавляющего направление прикладных исследований в области технологий в JPMorgan, это настоящий прорыв: «Следующий шаг — понять, где мы сможем это применить».

Потенциальные области применения — от создания более энергоэффективных криптовалют до онлайн-гемблинга и даже автоматического выбора участков для избирательного аудита. Всё, где важна полная и проверяемая случайность, может выиграть от новой технологии.

Интерес к квантовым вычислениям стремительно растёт: хотя пока они остаются в руках исследователей, очевидно, что их мощность значительно превышает возможности классических компьютеров. Проблема лишь в поиске практических применений и в высокой стоимости оборудования.

JPMorgan активно инвестирует в эту область уже шесть лет, видя перспективу в финансах, ИИ, оптимизации и особенно в криптографии. «Квант — это стратегическая технология для нас», — отметил Пистоиа. Сейчас он и его команда изучают, как использовать квантовые вычисления для задач машинного обучения, оптимизации портфелей и оценки деривативов.