La tunelización cuántica es un problema cuando se diseña un transistor de nano escala. La generación de números aleatorios es un problema común en la informática. No soy un experto en ninguno de estos campos, pero para alguien que podría serlo, ¿parece plausible que uno pueda crear un generador de números aleatorios que conste de un transistor confiable al 50%? ¿O surgirían patrones?
Algo muy parecido a esto ya está en uso. Todos los transistores generan ruido, a partir de varios efectos: enlace
Intel tiene un generador de números aleatorios de hardware que usa esto: enlace
El núcleo del ES de Ivy Bridge es un pestillo RS-NOR con el conjunto y reinicio Entradas conectadas entre sí (rojo). Cuando la entrada R / S se anula, la el pestillo se vuelve metaestable y su salida eventualmente se establece en 0 o 1 Dependiendo del ruido térmico.
Todavía es bastante difícil eliminar varios canales laterales y los efectos de la temperatura y la variación de fabricación, pero ese artículo ofrece una discusión bien fundada de por qué se cree que es una buena fuente de números aleatorios.
De hecho, no podría simplemente 'utilizar' un transistor confiable al 50% de esta manera. Surgen dos grandes problemas: 1) construir un detector confiable de un evento no confiable, y 2) generar de manera confiable un evento aleatorio
Si observas una corriente del orden de unos doscientos electrones por segundo, verás que la corriente que fluye es en realidad más como: 1000 electrones pasan a la vez, luego un segundo entero de absolutamente nada, luego otro grupo. de electrones. Especialmente cuando se trata de túneles, el potencial de los túneles es extremadamente sensible tanto a las propiedades semiconductoras conocidas como a las p. Ej. Efectos piezoeléctricos. Esto reduce considerablemente la cantidad de entropía recuperable de los dispositivos de tunelización para su uso como un RNG físico. Y fíjate, ¡esto no debería sorprenderte! Usted está tratando con cantidades extremadamente bajas de energía, para empezar, no debería tener mucha entropía, y mucho menos con la entropía que puede detectar y usar de manera confiable.
El otro problema es que un detector sería bastante difícil de construir. El detector necesitaría amplificar de manera confiable una señal que tiene solo un par de electrones en amplitud. Esto no es un reto técnico por sí mismo. Ya podemos hacerlo, ya que se realiza en todas las cámaras digitales desde la mitad de los años 00, pero el problema es que se necesita gastar mucha energía y circuitos para hacer esto. Parece bastante inútil ahorrar en el área de silicio usando un diodo de tunelización de 1x1nm o un transistor afectado cuánticamente, solo para volar un par de milímetros cuadrados y un par de miliamperios en el circuito de lectura. Es mucho mejor usar una fuente de poder más alta. No solo creará más entropía para usted, sino que es mucho más fácil de convertir al dominio digital.
Supongo que al final todo se reduce a la energía / energía de la información. Necesitará inherentemente gastar una cierta cantidad de energía para obtener una cierta cantidad de entropía. Ya sea que lo hagas haciendo una fuente pequeña y un mecanismo de lectura gigante o al revés (o algo intermedio) es un punto discutible en teoría.
No hay nada intrínsecamente incorrecto con un transistor afectado cuánticamente como fuente de RNG. Claro que eres capaz de usarlo. Al igual que puedes usar prácticamente todo en el universo como un RNG con suficiente acondicionamiento. No importa si surgen patrones; corriges por eso
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