- CITY GUIDE
- PODCAST
-
17°
Τυχαίοι αριθμοί: Ντετερμινισμός και τυχαιότητα γίνονται ένα
Τι γίνεται όταν οι υπολογιστές που δεν είναι τόσο καλοί στην τυχαιότητα, τελικά είναι
Οι τυχαίοι αριθμοί είναι αλγόριθμοι κάτι που σημαίνει ότι είναι ντετερμινιστικοί (το αντίθετο της τυχαιότητας).
Όσο και να ακούγεται περίεργο, είναι πολύ δύσκολο να δημιουργήσουμε πραγματική τυχαιότητα, οι επιστήμονες δεν συμφωνούν καν στο αν υπάρχει. Ο Αϊνστάιν έλεγε ότι ο Θεός δεν παίζει ζάρια, πίστευε ότι υπάρχει μια άγνωστη υποκείμενη τάξη σε όλα στο σύμπαν. Ο Στήβεν Χόκινγκ αντίθετα έλεγε ότι: «Ο θεός παίζει ζάρια με το σύμπαν. Όλα τα αποδεικτικά στοιχεία δείχνουν ότι είναι ένας μανιώδης τζογαδόρος που ρίχνει τα ζάρια σε κάθε πιθανή περίσταση».
Τα τελευταία χρόνια στραφήκαμε στους υπολογιστές για να μας βοηθήσουν σχεδόν σε όλες τις εργασίες. Οι υπολογιστές είναι ντετερμινιστικές μηχανές, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε φορά που τους ρωτάμε την ίδια ερώτηση, θα παίρνουμε την ίδια απάντηση. Αυτό βρίσκεται στον πυρήνα της λειτουργίας τους και έχουν σχεδιαστεί με γνώμονα την εξάλειψη της τυχαιότητας στα αποτελέσματα. Οι υπολογιστές λοιπόν δεν είναι και τόσο καλοί στην τυχαιότητα. Αυτό όμως είναι ένα μεγάλο πρόβλημα και μια μεγάλη αντίφαση γιατί υπάρχουν διαδικασίες που τη θεωρούν βασικό αγαθό. Ο τομέας της κυβερνοασφάλειας, αξίας πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων, θα ήταν εντελώς αναποτελεσματικός χωρίς τυχαίες τιμές. Στον πυρήνα αυτού του τομέα βρίσκεται η κρυπτογράφηση η οποία απαιτεί ένα σύστημα που να μπορεί να δημιουργήσει τυχαίους αριθμούς με αξιόπιστο τρόπο. Αυτοί οι αριθμοί είναι απαραίτητοι για να κάνουμε ασφαλείς τραπεζικές συναλλαγές, να διασφαλίσουμε ότι οι κληρώσεις είναι αδιάβλητες, να παράγουμε επιστημονικά ακριβείς προσομοιώσεις και να εξασφαλίσουμε την ασφάλεια των κρυπτονομισμάτων. Διαβάσαμε την τελευταία εβδομάδα ότι o κβαντικός υπολογιστής της Google μάλλον κατάφερε (η σχετική δημοσίευση στη NASA αποσύρθηκε γρήγορα) να λύσει σε 3 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα ένα πρόβλημα που ο ταχύτερος υπερυπολογιστής του κόσμου θα ήθελε 10.000 χρόνια να το κάνει, 1,5 δισ. φορές γρηγορότερα δηλαδή. Ποιο ήταν αυτό το πρόβλημα; Η επιβεβαίωση ότι ένα πολύ μεγάλο πλήθος αριθμών που προέκυψαν από γεννήτρια τυχαίων αριθμών είναι όντως τυχαίοι. Είναι ακόμα πάρα πολύ νωρίς για άγχος αλλά οι ειδικοί της κυβερνοασφάλειας ήδη έχουν αρχίσει να τρέμουν για την ασφάλεια των συστημάτων μπροστά στα κβαντικά υπολογιστικά τέρατα και τους άπειρους συνδυασμούς που μπορούν να κάνουν σε ελάχιστα δευτερόλεπτα.
Το ζήτημα με την τυχαιότητα είναι ότι υπάρχουν τυχαιότητες που είναι πιο «τυχαίες» από άλλες. Τυχαιότητα είναι η έλλειψη προτύπων και οργάνωσης και αυτό μεγαλώνει όσο πιο μεγάλη είναι η εντροπία ενός συστήματος. Ένα σύστημα υψηλής εντροπίας είναι εντελώς χαοτικό άρα εντελώς τυχαίο. Η τυχαιότητα που έχει κάποια οργάνωση και τάξη, ακόμα και αν είναι μικροσκοπική, ονομάζεται ψευδοτυχαιότητα. Οι υπολογιστές συνήθως παράγουν ψευδοτυχαίους αριθμούς και αυτό το κάνουν μέσω γεννήτριας τυχαίων αριθμών. Οι γεννήτριες τυχαίων αριθμών είναι πολύτιμες επειδή μπορούν να παράγουν πολλούς αριθμούς, γρήγορα και φτηνά. Παρά το εξωτικό όνομα τους όμως στην ουσία είναι αλγόριθμοι κάτι που σημαίνει ότι είναι ντετερμινιστικοί (το αντίθετο της τυχαιότητας). Αυτό με τη σειρά του σημαίνει ότι η έξοδος που παράγουν καθορίζεται από την αρχική κατάσταση και τις εισόδους τους. Με άλλα λόγια, η ίδια είσοδος θα παράγει πάντα την ίδια έξοδο. Προκειμένου να αρχίσουν να γεννούν τυχαίους αριθμούς οι γεννήτριες χρειάζονται μια αρχική είσοδο, κάτι που ονομάζεται «σπόρος» (seed). Εάν ξέρουμε το σπόρο, μπορούμε να βρούμε όλους τους αριθμούς που θα μας δώσει. Αυτό δεν και πολύ τυχαίο, ούτε ασφαλές.
Χρειαζόμαστε λοιπόν ένα πραγματικά τυχαίο και απρόβλεπτο σπόρο. Δεδομένου ότι ούτε οι υπολογιστές ούτε οι άνθρωποι μπορούν να το παράγουν πρέπει να στραφούμε στη φύση. Υπάρχουν φυσικές διαδικασίες που αψηφούν την τάξη, η ραδιενεργή αποσύνθεση, η κίνηση ενός διπλού εκκρεμούς ή η ακτινοβολία υποβάθρου. Αυτές οι διαδικασίες είναι υψηλής εντροπίας και θεωρούνται πραγματικά τυχαίες και χρησιμοποιούνται για αυτό το σκοπό. Γιατί όμως δεν χρησιμοποιούμε και κβαντικές γεννήτριες τυχαίων αριθμών; Έχει ήδη ανακαλυφθεί ο τρόπος δημιουργίας μιας κβαντικής γεννήτριας τυχαίων αριθμών, πέρσι υπήρξε σχετική δημοσίευση στο Nature που αξιοποιούσε τις θεμελιωδώς απρόβλεπτες μετρήσεις των κβαντικών σωματιδίων. Υπάρχουν όμως δύο βασικά προβλήματα για τη γενικευμένη χρήση της σχετικής κατασκευής. Η διαδικασία είναι αργή και η κατασκευή που την υλοποιεί είναι τεράστια.
ΤΑ ΠΙΟ ΔΗΜΟΦΙΛΗ
ΔΙΑΒΑΖΟΝΤΑΙ ΠΑΝΤΑ
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Η αντίληψη του ρίσκου, η πυρηνική ασφάλεια και η συλλογική ευθύνη
Το ερώτημα που προκύπτει είναι πού καταλήγουν
Η επιλογή που διχάζει τους χρήστες
Τα κριτήρια της επιστημονικής αξιοπιστίας και η εμπιστοσύνη για το μέλλον
Το συγκεκριμένο μοντέλο είχε δοθεί σε περιορισμένο αριθμό εταιρειών υψηλής εμπιστοσύνης
Οι δορυφορικές εικόνες από μέρη του πλανήτη
Tην ώρα που ειδικοί εκφράζουν ανησυχίες για ζητήματα ιδιωτικότητας
Με την ανακοίνωση της διαδοχής του, ανατρέχουμε στη δέσμευσή του να προσφέρει καινοτομίες που «δεν ξέραμε ότι χρειαζόμασταν»
Ο ισχυρός άνδρας της Nvidia περιγράφει το τοπίο για το μέλλον της εργασίας
Δεν πρόκειται για μια παιδική φάση που ξεπερνάμε, αλλά για ένα βαθιά ριζωμένο αντανακλαστικό
Ο Μιχάλης Μπλέτσας εξηγεί τους κινδύνους της AI - Και γιατί η ανθρώπινη χρήση της είναι κρίσιμη
Ο κοινωνικός ψυχολόγος Ράβι Άιερ εξηγεί στην ATHENS VOICE γιατί θεωρεί αναγκαίο τον περιορισμό της πρόσβασης ανηλίκων στα social media και γιατί οι γονείς δεν μπορούν να δώσουν μόνοι τους τη μάχη
Η μεγάλη πρόκληση που έχει να αντιμετωπίσει ο νέος διευθύνων σύμβουλος
Μετά τη δίκη‑ορόσημο για εθισμό στα social media, νέα μελέτη δείχνει ότι η αποχή βελτιώνει σημαντικά την ψυχική υγεία
Οι τεχνολογικοί κολοσσοί επενδύουν στην Τεχνητή Νοημοσύνη και απορρίπτουν τους ανθρώπους
Τι σημαίνει το απροσδόκητο θέμα που προέκυψε
Όσα γνωρίζουμε για τον αστεροειδή
Αμέτρητες έρευνες δείχνουν πόσο επιζήμια είναι η κατάχρηση των Social Media στην παιδική ιδίως ηλικία
Τι είναι το «juice jacking» και πώς μια απλή αλλαγή στις ρυθμίσεις USB μπορεί να θωρακίσει τα δεδομένα σας
Έχετε δει 20 από 200 άρθρα.