لا أقصد الإساءة إلى أينشتاين، لكنه كان مخطئًا بالتأكيد بشأن النظرية الكمومية— فهي ليست فقط صمدت، بل ثبت أنها لا تقدر بثمن في الحوسبة والأحياء والبصريات وحتى في الألعاب التي تعتمد على الحظ. والآن، وبشكل مثير للاهتمام، قد تُحدث ثورة في رميات النرد. العشوائية ضرورية للأمان الرقمي وتوزيع الموارد بشكل عادل، كما يشير ورق بحثي حديث من جامعة كولورادو بولدر ومعهد المعايير الوطني الأمريكي NIST. ومع ذلك، فإن تحقيق العشوائية الحقيقية يكاد يكون مستحيلًا في العالم المادي. يوضح فيزيائي NIST كريستر شايلم: "العشوائية الحقيقية هي شيء لا يمكن لأي شيء في الكون أن يتنبأ به مسبقًا. " هذا يستبعد الأمثلة الكلاسيكية مثل رميات النرد والعديد من الأرقام "العشوائية" التي تولدها الحواسيب، والتي غالبًا ما تكون قابلة للتوقع. توفر الفيزياء الكمومية حلاً لهذا المشكلة. خذ تجربة الشق المزدوج: وهي تجربة أساسية تظهر كيف يتشكل نمط تداخل غير متوقع عند مرور شعاع من الضوء عبر شقين. على عكس الميكانيكا الكلاسيكية، فإن مواقع الجسيمات احتمالية، وليس حتمية، مما يبرز العشوائية الكمومية الحقيقية. باستخدام اختبار بيل—وهو طريقة لفلترة التفسيرات الكلاسيكية لاتصالات القياس—يمكن تأكيد العشوائية الكمومية. يذكر شايلم أن استغلال هذه الارتباطات يمكن أن ينتج "أفضل مولد أرقام عشوائية يتيحه الكون. " ولكن كيف يمكن التحقق من صحة هذه العشوائية؟ التحقق أدواته صعبة، إذ تبدو العديد من التسلسلات عشوائية ولكنها ليست كذلك، وغالبًا ما يكون العشوائية الحقيقية غير بديهية. الحل يكمن في اختبار بيل متطور خالٍ من الثغرات يقيس الارتباطات بين زوجين من الفوتونات تحت ظروف تستبعد التمويه الكلاسيكي. استخدم NIST هذه التقنية في 2018 لإنتاج أرقام عشوائية قابلة للشهادة. ووصفها الباحث الرياضي بيتر بيرهورست بأنها "أنموذج لنظام آمن تمامًا" يضمن عدم تمكن أحد من التنبؤ بأرقامها، على عكس رميات العملة التي يمكن التنبؤ بها. العشوائية الكمية تنتج علاقات إحصائية فريدة من نوعها لنظم الكم. على الرغم من فعاليتها، إلا أن هذه الطريقة معقدة وبطيئة، وتعتمد بشكل حاسم على مصدر واحد، مما يجعله عرضة للاحتيال دون اكتشاف.

لمواجهة ذلك، يدعو المؤلف شريك الورقة الباحث جوتام كافوري إلى اعتماد "طريقة مهووسة جدًا" لضمان العشوائية—شيء قوي لدرجة أن تزييفه يتطلب اتصالاً أسرع من الضوء. وهكذا وُجد CURBy (منارة العشوائية بجامعة كولورادو)، أداة جديدة وفعالة طورتها NIST وجامعة كولورادو بولدر لإخراج العشوائية الكمومية من المعمل إلى الجمهور كمصلحة عامة. يُنتج CURBy أرقامًا عشوائية حوالي 15 مليون مرة في الدقيقة، موفراً مجموعة ضخمة من البيانات تُعالج وتنتج 512 رقمًا عشوائيًا خلال أقل من سبع دقائق—ما يعادل 2^512 (أي رقمًا ذا 155 خانة) من النتائج المحتملة. وتصف NIST هذا بأنه "أفضل عملة ريفية يتيحها الكون". لكن إنتاج الأرقام العشوائية هو نصف المهمة؛ فالتأكد منها مهم أيضًا. قام الفريق بتطوير بروتوكول يُدعى Twine، يعتمد على ربط سلاسل التجزئة بطريقة معقدة، تشبه نوعًا متطورًا من البلوكتشين. كل كتلة بيانات جديدة (تمثل خطوة في توليد الرقم العشوائي) ترتبط بشكل تشفيري بالكتل السابقة، مما يصعب التلاعب بها دون اكتشاف. علاوة على ذلك، تربط شبكة Twine بين التجزئات من سلاسل مستقلة، مكونة رسمة بيانية ذات أتربة غير رجعية. أي تعديل خبيث في سلسلة واحدة يعيق التناسق مع السلاسل الأخرى، مما يجعل التزييف غير المكتشف شبه مستحيل. تزداد قوة هذه الشبكة المترابطة مع انضمام مزيد من الأطراف المستقلة. يُبث CURBy أرقامه العشوائية عبر موقع إلكتروني عام، مما يتيح للجميع التحقق من سلامة البيانات. يصف جاسبر بلفري، مساعد الباحث، النظام بأنه "نسيج من الثقة"، و"شبكة عشوائية يساهم فيها الجميع ولكن لا يتحكم فيها أحد". وقد صممت هذه الشفافية والانتشار لدعم تطبيقات مثل اختيار هيئة المحلفين أو اليانصيب العام، لضمان العدالة والشفافية. كما تمثل هذه الحلول استثمارًا أنيقًا يجمع بين فائدة عملية وتحدي فيزياء كمومية معقد. ويوضح كافوري أن "NIST هو المكان الذي يتمتع فيه الباحث بحرية السعي وراء مشاريع طموحة ولكنها أيضًا ستعطي نتائج مفيدة. "