Uma equipa de investigadores da Universidade de Yale construiu aquele que é, até ao momento, o RNG mais rápido do mundo. A equipa liderada pela cientista de física aplicada Hui Cao recorreu a princípios de mecânica quântica e a um laser especial ,desenvolvido em laboratório, para produzir um RNG capaz de correr à velocidade de 250 triliões de bit por segundo.
A descoberta terá sérias implicações para o mundo da tecnologia e computação, para disciplinas como a criptografia e o “sampling” estatístico e para indústrias como a indústria do design ou do jogo online. A notícia foi avançada pelo reputado jornal científico Nature, que partilhou a descoberta no seu site através de um artigo publicado em março.
O que é um RNG?
A sigla RNG significa “random number generator” e descreve um processo essencial para o funcionamento de diversas ferramentas tecnológicas. A função de um RNG é a de gerar, de forma automática, uma série de números que não possa ser racionalmente prevista por qualquer ser humano ou fórmula matemática. Por outras palavras, a missão de um RNG passa por criar aleatoriedade total no contexto de um sistema fechado, como é o caso de um programa de computador ou sistema informático.
Curiosamente, a aleatoriedade é extremamente difícil de obter no mundo dos computadores. Como os sistemas digitais funcionam com base em números, criar uma sequência infinita de dígitos arbitrários pode ser muito complicado. A maior parte dos computadores é capaz de criar sequências numéricas relativamente “random”, mas é sempre possível prever o seu comportamento com base numa análise mais prolongada. Algoritmos que sejam incapazes de gerar números de forma realmente aleatória podem ser sensíveis a decodificação, o que significa que a eficácia de um RNG pode ter consequências gigantescas para o funcionamento de todo o tipo de tecnologias de informação. Um algoritmo com base num mau RNG pode ser mais facilmente corrompido ou mesmo plagiado.
Para garantir o bom funcionamento de um RNG, é comum que se utilizem referências não digitais e que possam, por isso, ser 100% arbitrárias. Certos RNG são ativados pelo clique das teclas de um computador, por informações meteorológicas atualizadas ou por fontes externas que representem um certo nível de entropia: ruído branco, ruído termal ou informações eletromagnéticas são alguns dos exemplos mais comuns.
Para que serve um RNG e em que tipo de serviços podemos encontrar este processo?
O RNG é uma ferramenta muito utilizada na criptografia, que é responsável por assegurar o nível de segurança da maior parte dos serviços online mais commumente utilizados (desde bancos online até sites do Governo). É, além disso, crucial para a resolução e investigação de uma série de problemas da matemática e da física.
No entanto, o melhor exemplo de uma aplicação RNG no mundo real acontece na indústria do jogo online, onde este processo é utilizado para garantir uma simulação do conceito de “sorte”. Jogar em sites de casino online seria impossível sem um RNG, já que este mecanismo é a única maneira de garantir que os algoritmos utilizados por este tipo de serviço são absolutamente imparciais. É graças aos RNG que se pode garantir, por exemplo, que os casino jackpots que se encontram um pouco por toda a Internet não são tendenciosos e podem realmente calhar a qualquer um.
Neste sentido, o RNG é uma espécie de vetor matemático que assegura que sorte e apenas sorte estará por detrás dos resultados obtidos pelos jogadores em qualquer tipo de jogo de sorte e azar online.
A ciência por detrás da descoberta
Para criar o RNG mais avançado do mundo, Hui Cao e a sua equipa de investigadores recorreram à mecânica quântica, que utiliza vários princípios que implicam a noção de arbitrariedade matemática. O input é originado através de um laser especialmente desenvolvido, descrito pela revista Nature como um “semicondutor translúcido” e que tem como referência o movimento de fotões extremamente velozes.
A informação relativa ao laser é registada por uma câmara ultra-rápida que é capaz de gerar 254 pixels independentes. Estes pixels são, posteriormente, capazes de gerar informação aleatória a uma velocidade de 250 terabits por segundo. Isto significa que o RNG de Hui Cao é capaz de correr a uma velocidade 250 vezes superior à do RNG comum, que não é capaz de reproduzir mais do que um pixel de cada vez.
“Um grande salto em frente”
Em resposta à descoberta conduzida pelos investigadores da Universidade de Yale, o físico Krister Shalm, da Universidade do Colorado, referiu que se tratava de “um grande salto em frente para a performance de ‘random number generators’“.
Para já, o RNG desenvolvido por Hui Cao e pela sua equipa é demasiado potente para correr em computadores comuns, mas espera-se que a tecnologia possa vir a ser integrada num diverso número de diferentes dispositivos no futuro próximo.
Neste momento, Hui Cao encontra-se a trabalhar numa maneira de substituir as pouco acessíveis câmaras ultra-rápidas utilizadas pelos investigadores em Yale por pequenos detetores de luzes (uma solução mais simples e barata).
