Magnetfelder sollen viele echte Zufallszahlen für Computer erzeugen

Es gibt Probleme, die wirken banal - sind bei genauerer Betrachtung aber eine extrem komplexe Angelegenheit. Das gilt auch für die automatisierte Erzeugung größerer Mengen an Zufallszahlen. Forscher haben hier nun aber einen neuen Ansatz gefunden. Echte Zufallszahlen lassen sich beispielsweise mit einem Computerprogramm schlicht nicht erzeugen. Manchmal mag es so aussehen und für einige Zwecke reichen die sie auch aus, doch wenn man den Algorithmus kennt, lassen sich die Ergebnisse dann häufig doch nachvollziehen. Das ist beispielsweise dann ein großes Problem, wenn die Zufallszahl etwa genutzt werden soll, um einen Schlüssel für sichere Kryptographie zu generieren.

Die Physiker der Brown University haben das neue Verfahren entwickelt, mit dem man im Grunde Millionen von Zufallszahlen pro Sekunde bekommen kann. Dafür werden Skyrmionen detektiert und die dabei herauskommenden Daten genutzt. Bei Skyrmionen handelt es sich um Quasiteilchen, die völlig unvorhersehbar als magnetische Anomalien in bestimmten Feldern auftreten.

Dass man ausgerechnet zu diesem Phänomen greift, kommt nicht von ungefähr. "Die globale Dynamik der Skyrmionen wurde intensiv erforscht, wobei ihre Bewegungen als Grundlage für Berechnungen dienten", erklärte Gang Xiao, der das Forschungsteam hinter den Zufallszahlen leitete. Die Entwicklung von Computing-Systemen auf dieser Grundlage wird als Spintronic bezeichnet.

Da man es hier also nicht mit einem grundlegend neuen Konzept zu tun hatte, konnte man auf weitergehende Eigenschaften der Skyrmionen zurückgreifen. Man sei darauf gestoßen, dass man die zufälligen Fluktuationen eben auch sinnvoll nutzen konnte. "In diesem Fall zeigen wir, wie man diese Fluktuationen verwendet, um Zufallszahlen zu generieren - und zwar bis zu 10 Millionen Zahlen pro Sekunde", führte der Studienleiter weiter aus. Das zugehörige Paper wurde jetzt in Nature Communications veröffentlicht.

Siehe auch: Durchbruch: Informatiker generieren echte Zufallszahlen am Rechner