量子糾纏遇上區塊鏈：終極隨機數的科技革命

容我說句對愛因斯坦不太禮貌的話——他老人家這次真的錯得離譜。量子力學不僅經受住了時間考驗，更在運算、生物、光學乃至桌遊等領域大放異彩。如今，它即將以最詩意的方式，徹底顛覆我們對骰子機率的認知。

科羅拉多大學波德分校與美國國家標準技術研究院(NIST)的最新研究指出：「隨機數的不可預測性，是數位安全與公平分配資源的基石。」但問題在於：現實世界中要實現真正的隨機性？幾乎是不可能的任務。

NIST物理學家克里斯托·沙爾姆直言：「真正的隨機意味著宇宙中沒有任何事物能預先推測結果。」這不僅否定了理論上代表隨機的「擲骰子」，更令人驚訝地排除了電腦聲稱的各種「亂數產生器」。

突破這種頑固可預測性的關鍵，就在量子領域。以雙縫實驗為例，當光束穿過開有雙縫的螢幕時，後方會形成干涉圖樣。但與古典力學不同，我們永遠無法預測單一粒子最終會落在何處——這種本質上的機率特性，正是量子世界賜予我們的真實隨機性。

研究團隊透過貝爾測試驗證這種特性：在排除所有古典因素後，殘存的測量關聯性無疑來自量子物理。沙爾姆表示：「我們能將其轉化為宇宙允許的最完美亂數產生器。」但隨之而來的關鍵問題是：如何驗證這些數字的真偽？

NIST數學家彼得·比爾霍斯特解釋：「看似隨機的硬幣投擲，其實可透過追蹤硬幣軌跡來預測。但量子隨機性完全不同——只有量子系統能產生測量選擇與結果間的統計關聯。」2018年NIST就曾運用無漏洞貝爾測試技術，成功產出可驗證的隨機數字。

不過這套方法仍有缺陷：耗時且單一來源的設計，讓系統可能遭惡意第三方植入可預測結果。研究共同作者高塔姆·卡武裡提出解方：「我們需要某種『超光速通訊才可能偽造』的極端驗證機制。」

答案正是CURBy系統（科羅拉多大學隨機信標）。這個每分鐘產生1500萬次量子隨機事件的龐大網路，最終會輸出512位元的二進位碼（相當於155位數的可能組合）。研究團隊驕傲地宣稱，這就是「宇宙級的完美投幣」。

但真正的創新在於驗證機制。團隊開發的Twine協議將多條雜湊鏈交織成有向無環圖，形成超大型區塊鏈。科羅拉多大學助理研究員賈斯珀·帕爾弗裡形容：「這是眾人貢獻卻無人能操控的『隨機性掛毯』。」任何竄改行為都會因與其他鏈條的雜湊值衝突而現形。

這項刊登於《自然》期刊的研究，不僅可能革新陪審團遴選與公益彩券系統，更巧妙解決了量子物理的複雜難題。正如卡武裡所言：「NIST讓我們能自由追求既具野心又實用的計畫——這正是站在基礎科學最前沿的酷東西。」