この半世紀における最も衝撃的な発見の1つは，私たちの住む世界が局所的かつ実在的であるという，これまで当然とされていた前提が覆ったことである。ここでいう「実在」とは，物体が観測とは無関係に確定した性質を持つ，という意味だ。一方「局所的」とは，物体は周囲の環境からしか影響を受けないし，その影響が光より速く伝わることはない，ということを意味する。ところが量子物理学の最前線の研究は，この2つの性質が両立することはありえないことを明らかにした。
この発見は，私たちの日常的な経験とは大きく違っている。かつてアインシュタインはこれを嘆き，友人に「君は本当に，君が見ていないときには，月はそこにないと思うのかい？」と問うたという。作家ダグラス・アダムスの言葉を借りるなら，局所実在の前提を捨てることには「多くの人がたいへん立腹したし，よけいなことをしてくれたというのがおおかたの意見だった」（『宇宙の果てのレストラン』，安原和見訳，河出文庫）のである。
この責任は，3人の物理学者に取ってもらうべきだろう。米国のジョン・クラウザー，仏のアラン・アスペ，そしてオーストリアのアントン・ツァイリンガーだ。3人は「量子もつれ光子の実験によってベルの不等式の破れを確立し，量子情報科学を切り開いた」功績で，2022年のノーベル物理学賞を分け合った。「ベルの不等式」というのは，北アイルランドの物理学者ジョン・ベルが1960年代の前半に築き上げ，2022年のノーベル賞の実験の基盤となった先駆的な研究のことだ。
米IBMのチャールズ・ベネットは，「クラウザーの実験をはじめとする一連の実験は，これが単なる哲学ではなく，現実であることを明らかにした」と指摘する。
かつて物理ですらないと思われていたこのテーマが多くの物理学者を惹きつけるまでには，長い道のりを要した。1940年頃から1990年頃まで，いわゆる量子基礎論の研究はしばしば，よく言えば哲学，悪く言えば戯れ言として扱われた。学術誌は論文の掲載を拒否し，この分野でアカデミックなポストを得るのはほとんど絶望的だった。
今日，量子情報科学は，物理学の中で最も活気のある分野の1つとなっている。量子情報科学は，アインシュタインの一般相対性理論と量子力学を，ブラックホールの謎めいた振る舞いを介して結びつけようとしている。また地震から暗黒物質まで，あらゆる研究に利用されつつある量子センサーの設計や機能を決める指針となっている。そして，現代の材料科学にとって極めて重要で，量子コンピューターの中核をなす現象でもある量子もつれのややこしい性質を明らかにしている。
Cybersecurity expert Dan Kaminsky has died at the age of 42.
The tech genius’s niece, Sarah, confirmed the news over the weekend, citing diabetic ketoacidosis, a serious diabetic complication, as a cause of death.
このブログ記事は遺言と受け止めてみよう
量子エンクラプションで宇宙をハックする
量子物理学コミュニティの皆さん。
疑似乱数発生器を作ってほしいのです。
なぜでしょう？ 私はコンピュータで作業するただの暗号オタクで，いくつかの離散ビットと一握りの数学的操作しかできません． それに比べて、あなたは膨大な数のトリックを持っています。 連続領域、三角法、複素数、固有ベクトル......宇宙のPRNGを作ることができるんです！ 想像できますか？ 想像できますか？ あなたのコードは、宇宙のすべての電子、陽子、フェルミオン、ボゾンに局所的に隠されているかもしれません。
しかし、それを台無しにしてはいけません。 PRNGの複数のインスタンスが特定のシードを共有し、遠く離れた別の場所で同一のランダム性を発するとしたら、どのようなカオスが発生するのか（あるいは発生しないのか）、私には想像もつきません。 どのようなパラドックスが形成されるか、どのようなトラブルに巻き込まれるか、どのような弱い相互作用があなたの弱い非線形性を暴露するか、誰にもわかりません。 念のため、これらすべてをシミュレーションしてみる価値はあるかもしれない。
結局のところ、「神でさえ暗号を正しく扱えない」と言われたくはないのです。
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CSPRNG
Cryptographically Secure Pseudorandom Number Generators（暗号的に安全な擬似乱数生成器）は興味深い。
比較的少量のデータ（128ビットでよい）が与えられると、宇宙の儚い量子ノイズと完全に区別できない、事実上無制限のビットストリームを生成します。 出力は円周率の数字のように決定論的ですが、どんなに科学的な分析をしても、どんなにサンプルデータを集めても、次にどのビットが来るのかというモデルを形成することはできません。
ある意味、CSPRNGは、ゲーデルの第一不完全性定理を最も実践的に示しています。この定理とは、「十分に複雑なシステムに対して、そのシステムのルールの範囲内では決して証明できない真実が存在し得る」というものです。 科学とは、文字通り、物事の性質について実験的に得られた膨大な量の出力を、それを説明する一連の美しい規則に圧縮する技術です。 しかし、数学でアウトプットから物事をモデル化できるのと同様に、数学は決してモデル化できないものを作り出すことができます。 すべてのCSPRNGには隠れた変数がある、というようなことがありえますが、私たちにはわからないでしょう。
そこで、興味深い問題が浮上します。 CSPRNGが宇宙の量子雑音と区別できないとしたら、宇宙の量子雑音自体がCSPRNGでないことをどうやって知ることができるでしょうか？ 乱数発生器を作る方法は無限にありますが、自然が運を試してもう1つ作ったとしたらどうでしょう？ 私たちは知ることができるでしょうか？
それは良いものでしょうか？
私にはわかりません。 私はただの暗号オタクです。 そこで私は、「他の群れから来たオタク」である量子物理学者が発見したことを調べてみようと思いました。
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多くの部外者が科学のこの特殊な領域に飛び込んだように、私もすぐに量子物理学の言うことを誤解してしまいました。 ベルの定理は、秘密のパターンを持つものを排除するものだと思っていた。
"局所的な隠れた変数を持つ物理理論は、量子力学の予測をすべて再現することはできない"。
これはかなりおかしいと思いました。 暗号技術は、隠れた変数を持つカオスシステムを産業的に利用するものです。 私はこれを、量子力学が消費するランダムなデータの中に局所的な隠れた変数があったとしたら、その予測は実験的証拠とは検出可能なほど異なるだろう、という意味に読んでいました。
量子物理学はクールですが、それほどクールではありません。 完全に不透明なデータストリームの中に隠された変数を暗号化するための巨大なおもちゃを持っているのに、そのおもちゃを量子物理学のシミュレーションに入れて、実験的証拠とは異なる結果が出るとでもいうのか？ 暗号化されたデータストリームと純粋な量子エントロピーを区別する検出アルゴリズムが存在しないことは、あらゆる定式化と複雑さのレベルにわたって一般的であり、数学の歴史の中で最も安全な推測であると言えるかもしれません。 もしそんなものが存在したら、100万ラウンドのAESを疑うどころか、宇宙を疑うことになるでしょう。
それに、インターネット上には、JavaScriptのMath.Randomを使った量子力学的なシミュレーションがたくさんあります。 JavaScriptのMath.Randomを使った量子力学のシミュレーションがインターネット上でたくさん公開されていますが、プルトニウムの塊の横にガイガーカウンターを置いているわけではありません。 この数学は一様な分布を必要としますが、予測不可能な分布は全く必要としません。
しかし、もちろん、私はBellを完全に誤解していました。 彼は、今ではベル不等式と呼ばれるものに基づいて定理を導き出しました。 ベル不等式とは、2つの粒子が宇宙に対してはランダムな状態であるが、お互いに対しては逆の状態であるという、「もつれ」と呼ばれる非常に奇妙な状態にあるシステムを記述するものです。 ある「ランダム」な値が「1」であることを知っている攻撃者は、別の「ランダム」な値が「0」であることを知っているという、ちょっとした繰り返しのようなものです。 古典的なエンタングルメントの解釈では、よく靴の紛失に関連して示されます（私もよく知っている話ですが、長い話になります）。 片方の靴を失うと、もう片方の靴はだいたい同じです。
しかし、ベルの不等式は何十年にもわたって贅沢にも実証されており、宇宙は奇妙であることを好むため、そこでは物事がうまくいかないことを示しています。 このようなスケールのシステムには、基本的な真実はなく、可能な真実の範囲があるだけです。 絡み合った2つの粒子は、それぞれの真実が逆になっているのではなく、その範囲が逆になっているのです。 通常の暗号解読では、このようなことを理解するような仕組みにはなっていません。私たちは1と0のバイナリで作業します。 また、「1を検出する」から「0を検出する」へとスムーズに回転できる検出器もありませんし、もしあったとしても、回転することで、1を検出する数が直線的に減り、0を検出する数が直線的に増えると考えるでしょう。
しかし、実際に作業をしてみると、直線的な関係は見られません。 古典的な解釈が間違っていることを証明するように、常にcos^2の曲線が見られます。 常に2つの確率分布が交差しています。
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ここからが問題で、間違っているかもしれませんが、もしかしたら正しいことをひらめいてしまうかもしれません。 ベルの不等式は、量子力学の中心的なテーゼである「現実は確率的である」ということを証明するものですが、ベルの定理は量子力学のすべてについて語っています。 奇妙なことがたくさんありますよ。 確率分布を交差させることが求められているのであって、これまでの説明が必ずしも必要なわけではありません。
もっと言えば、「局所的な隠れた変数」XOR「量子力学」、つまり片方があればもう片方はない、と思われているのではないかと思っています。 しかし、それは本当でしょうか？ 確かに、絡み合った粒子を放出している結晶が、平均して等しく反対の偏光を放出していれば、少なくともベル不等式は些細なことで説明できます。 つまり、それぞれの光子の偏光には確率分布があって、それを結晶の場所で2回、局所的にプローブするのです。
確かに、角運動量の保存に反するようにも思えます。 でもさあ。 周りには予備のエネルギーがたくさんある。 結晶は奇妙なもので、ほんの少しだけ冷たくなることがあるんだ。 そして、「ヌッ、ヌッ、アイザック・ニュートン！」。 量子物理学者の発言の中では、「すべての行動には、等しくて反対の反応の確率分布がある！」というのは、本当に上位に位置しています。
もちろん、より可能性が高いのは、反応の確率分布にバイアスをかけるのに十分な隠れた状態があるか、あるいは遠隔地の未知の入力に対して許容される出力動作のセットを完全に記述することができるということです。 量子物理学は確率変数を偏らせます。 さらに偏らせることもできます。 確率変数に依存していたシステムが突然そうでなくなったらどうなるでしょうか？ おそらく、他のすべてのものに起こるのと同じことです。
ほら。 量子力学が正確なのは間違いないし、情報化時代の基盤技術の大部分を予測している。 実験は常に正しいが、何が正しいのかわからないこともあるだろう。 しかし、確率分布の交差点の実証可能な真実を説明するために、量子物理学者は驚くようなことをしなければなりませんでした。 なぜなら、関連する反応が複数の場所で明らかに起こっており、それには超光速の（非）通信が必要だからです。
私が聞きたいのは、もし下界にひどいRNGがあって、通常の分析では非線形なのに、複数の粒子でその種を繰り返し、大混乱に陥ったとしたらどうなるかということです。 いや、本当に何が起こるのでしょうか？
それは、暗号的に安全であるかどうかにかかわらず、すべてのPRNGに共通するバグだからです。 量子力学は、構造化されていない宇宙の基本的なランダム性が、どのようにして確率分布に形作られ、構造化されるかを説明しています。 PRNGはこれとは逆で、構造、つまり、有限の数に制限された完全なランダムビットでさえも、宇宙が提供するものと区別できない、実質的に束縛のない流れにしてしまうのです。
一般的なPRNGのバグは、内部状態が繰り返されると、正確なビットが同じ場所に現れ、放出カウンター（要求された円周率の桁のようなもの）が同じであれば、繰り返し出力されるというものです。
私は、量子もつれが悪い暗号を示すとは言っていません。 私にはわかりません。 あなたはどうですか？
というのも、こういうことなんです。 私は量子物理学が好きです。 相対性理論も好きです。 この2つの分野はどちらも証拠によって強く支持されていますが、お互いに一致しているわけではありません。 相対性理論では光速以上の速さで何も起こらないことが要求されますが、量子物理学では、その数学が宇宙全体で瞬時に機能することが必要なのです。 この2つの成功した領域の間には、「無通信定理」と呼ばれる一種のデタントが確立されています。 量子物理学の基礎となるインフラだけが光速であればよく、上位層からの情報が伝達されなければOKなのです。
これは、セキュリティ・ポリシーがセキュリティ・システムに適用されないのと同様に、まっとうなハックです。 しかし、そんなことができるのだろうか？ 粒子（あるいは波）にはIPアドレスがあるのだろうか？ 粒子は宇宙全体にメッセージを放送し、受信したメッセージの識別子をチェックするのでしょうか？ ノイズを減らすためのルーターはありますか？ 粒子は最低でもある種の視線を維持していますか？ 少なくとも、非局所的な理論であっても、何らかの局所的な隠れた変数が存在します。 LUT（Look Up Table）や、将来起こりうるすべての相互作用に必要な確率分布を生成する関数をエンコードすれば、すべての粒子が他のすべての粒子とネットワーク接続するという恐ろしく複雑な作業を省くことができます。
しかし、私は、非局所性は、光の速度で私たちの宇宙をシミュレートしながら、その能力を自分自身の用途にのみ使用することを選択した、まったく異質な基質に依存しなければならないと思います。 瞬間的なコミュニケーションが可能であれば、光の速度自体が巨大な複雑さを持っています。
遠く離れた場所での不気味な動き、タイムトラベル、多世界理論、異次元からのシミュレーター......これらはすべて、スタートレックのエピソードを盛り上げるためのものですが、暗号は、私たちが実際に世界で日常的に目にするものです。 悪い暗号ならなおさらです。
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先ほど申し上げたように、極限的には数学が宇宙をモデル化しているかもしれませんが、その数学を引き出すことができるかどうかは、最終的には宇宙の出力のパターンを理解できるかどうかにかかっています。 数学は、分析可能な出力を与えることに何の制約もありません。
では、暗号機能を構築するのに必要な計算量を宇宙が与えてくれるかというと、そうではありません。 これはとてもいい質問だと思います。
極端に言えば、RSA非対称暗号は、F(p,q)==nと対称的に解釈できます。pとqは大きな素数で、Fは乗算にすぎません。 しかし、それには宇宙が数百桁の数字の計算をサポートする必要があります。 下の方にはたくさんのスペースがありますが、私でもそんなにあるとは思いません。 しかし、明らかに数学的な能力はあります。そうでなければ、モデルとなるものは何も（そして誰も）存在しないでしょう。
(PRNGの1つの構造は、ベストではありませんが、単純に1,2,3...を秘密の鍵で暗号化することです。 出力されるビットは、あなたの数字であり、他のPRNGと同様に、カウンタと鍵が繰り返されると、出力も繰り返されます)。
ここで見られる操作は
定数の使用です。 32ビットの詳細で利用できる宇宙の定数が確かにあります。
足し算。 問題ありません。
ビットシフトです。 つまり、2の累乗での乗算や除算と、ある程度のデータ量の量子化損失の2つですね。 それは分かったと思います。結局、量子力学と呼ばれるものです。
XORとAND。 これはやっかいだ。 排除ができないからではありません。パウリの「Let's Have A Party principle」とは言いませんが、これらの演算は、2のべき乗の測定エージェント間の比較の連続に依存し、その結果を結合するからです。 チップにはとても簡単なことですが、あなたのバッグの中にはそのような魔法がありますか？ わかりませんが、そうは思えません。
暗黙のうちに行われる5つ目の操作があります。これはコードの中で行われているからです。 これらはすべて、32ビット幅のビットベクター、あるいはGF(2^32)、あるいは% 2**32の中で行われます。 基本的に、すべての和算はループします。 大丈夫です。適切なキーマテリアルがあれば、これらの変換をすべて逆にループして元の状態に戻す逆関数が絶対にあります（ヒント、ヒント）。
モジュール式算術は時計の算術ですから、当然、軌道や回転のある世界のどこかに存在していると考えられます。 しかし、現実的には、1に近づいて0にリセットされると、巨大な不連続性が生じます。脱出速度を得て夕日の中に飛び出すか、そうではなく地球に墜落してエントロピーが大幅に増加するか、そういうことはあると思いますが、モジュール式算術は、量子スケールではほとんどが三角関数的に表現されるようです。 正弦波は、シャープなエッジをきれいで簡単なカーブに置き換えた「スムージングされた」モジュラと考えることができます。
三角法は、暗号技術を向上させるでしょうか？ それはないでしょう。暗号を破るのが非常に簡単になるでしょう。 宇宙は分析可能な結果を出すことに制約はありませんが、そうしないことにも制約はありません。 暗号は、正しく理解しようと思っても難しいものです。ランダムにジャンクを組み合わせても、実際にはランダムな結果にはなりません。
また、XORやANDを持たないことは注目に値します（宇宙の壮大な秘密を隠そうとしているのであれば問題ですが、それを明らかにしようとしているのであれば素晴らしいことです）。 私たちには、乗算、加算、修正で作られた関数がたくさんあります。 これらの関数は、実行速度の速さから開発者に愛されています。 ハッカーにも人気があります。これらの関数を予測して、遠隔操作によるサービス拒否攻撃に利用することができるからです。 非常にシンプルな関数は、伝説的なDan Bernstein氏によるものです。
符号なし djb_hash(void *key, int len)
{
符号化されていない char *p = key;
unsigned h = 0;
int i;
for (i = 0; i
{
h = 33 * h + p[i];
}
hを返します。
}
これらの関数の進化を http://www.eternallyconfuzzled.com/tuts//jsw_tut_hashing.aspx で見ることができます。明らかなのは、広い分布を小さな分布に圧縮するには、様々な程度の均一性と予測可能性を持つ方法があるということです。
もちろん、量子物理学者は、このスケールの宇宙をモデル化するためにどのようなツールを持っているかを実際に知っており、そのツールキットは膨大で奇妙なものです。 大きな正規分布やポアソン分布を持つ値のサインを取り、その結果を出力するのです。 出力はほとんど（実際にはまったく）均一になります。
さて、このようなひどいRNGは、「選ばれた平文」や「関連する鍵」に対するあらゆる種類の攻撃に対して脆弱になります。 また、人間は、一貫した動作を望む場合、関数を静的に保ち、動的な鍵だけを持つことを学んできましたが、もし2つのRNGが同一の入力で出荷され、一方は正弦波用に設定され、もう一方は余弦波用に設定されていたら、悲劇的ではないでしょうか？ そして、その結果を互いに測定したとします。 想像もつかないような不等式が生まれてしまうかもしれません。
まさに、原罪と言えるでしょう。
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認めよう。 私はこれを（明らかに）楽しんでいます。 迷惑にならなければいいのですが。 本当に、ついにクレイジーな量子の領域に飛び込んだことは、信じられないほど楽しいことです。 ヤングの実験を知っていますか？ 1801年のことですが、彼は壁から差し込む太陽光をピンホールに入れて、そこから出てくる光をノートカードで分割しました。 ブーム！？ 干渉のパターン！ 紙と穴と近くの恒星の協力で、光に何らかの波動性があることを証明したのです。 宇宙について何かを学ぶのに、必ずしも粒子加速器が必要なわけではありません。
なぜ私がこのようなものを見るのが面白いと思ったのかと思うかもしれません。 それはナディア・ヘニンガーのせいです。 彼女とその友人たちは、秘密の暗号鍵の200個に1個は、インターネット上のシステムで共有されていて、簡単に計算できることを発見しました。 乱数生成の信頼性は、危機的な状況では2つの9にも満たないことがわかっていました。 より良い乱数生成のための多くのアーキテクチャは、人々がハードウェアを求めていたために却下されていました。 今ではもちろん、実際の量子ノイズに基づいた、適切な高速RNGがハードウェアで実現されています。 時には人々がそれを信用することもあります。
覚えておいてほしいのは、出力だけでは、宇宙と隠れた変数の数学を区別することはできないということです。
そこで私は、デ・ミニマムな量子RNGとはどのようなものなのか、興味を持ちました。 もともと私は、LEDが単に発光するだけでなく、光を当てると発電するという事実を利用したいと考えていました。 驚くことではありませんが、LEDは文字通りフォトダイオードです。 あまり良いものではありませんが、それがこの製品の魅力でもあります。 まだうまくいっていませんが、うまくいったことがあります。
アルドゥイーノ
コンデンサ
3はありません。
1ファラッド、5Vのコンデンサです。 充電には数秒かかります。 基本的には1.1Vまで電力を供給し、1.0Vまで放電させます。 そして、10ビットのADCを使って、わずか数マイクロ秒の間にどれだけの電圧が発生するかを測定します。
TRNGのほとんど、いやすべてのTRNGは、遅い時計と速い時計を測定することに帰着します。 人間は数十ミリ秒単位でリズムを刻むことに長けています。 それをナノ秒単位で測るとなると、肉の回路では安定してできないのです。
どれくらいの計測であればいいのでしょうか？ 何兆個もの電子の挙動をモデル化するのに10ビットの分解能では、あまり意味がないように思えます。 もちろん、データには構造がありますが、128ビット程度あれば、あなたと同じように、量子ビットをCSPRNGの種にすることができます。 そうすれば、温度や電力線の状態などと相関性のある出力の分析ができなくなります。
これが、いわゆるTrue RNG（TRNG）の問題点です。 量子物理学は、好むと好まざるとにかかわらず、宇宙の基本的なエントロピーを形成し、予測可能な構造を持たないと確信できるデータへのゲートウェイフィルターのような役割を果たし、予測可能な構造を追加します。 そのため、TRNGを構築する際には、常に過剰収集を行い、直接公開することはほとんどありません。 TRNGの素晴らしい点は、「そこにどんなジャンクがあるか、誰にもわからない」ということです。 TRNGの恐ろしいところは、あなたにもわからないということです。
この記事を書くために調べていたら、とても面白い論文を見つけました。 Precise Monte Carlo Simulation of Single Photon Detectors (https://arxiv.org/pdf/1411.3663.pdf). そこにはこんな言葉がありました。
ビームスプリッターから出てくるポアソン光子の検出による乱数生成という単純だが非常に難しい例を用いて、入射光子束の4桁以上の検出周波数の関数として乱数ビットの直列自己相関を忠実に再現するモンテカルロシミュレーションを紹介する。
ほら、ここで量子オタクと暗号オタクが分岐するんですよ。
量子オタクは "ああ、検出器は時々ダメになるし、宇宙は曖昧だし、どうしようかな"
暗号オタク。 "シリアル自己相関？ それはランダムビットがランダムではないということだ」。
どちらも間違っているし、どちらも正しい、いまいましい重ね合わせ。 さらに調べてみると面白いかもしれません。
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この記事の中で、私はエントロピーではなく、ランダム性という言葉を使っていることにお気づきでしょうか。 これは、エントロピーという言葉が、暗号学者が物理学者から借りてきたものだからです。 私たちにとってエントロピーとは、暗号解読を諦めてあらゆる可能性を試したときに、どれだけ苦労するかを示す抽象的な尺度に過ぎません。 実験物理学者にとって、エントロピーとは、レーザービームで動くカートの上の石炭のように、システムから取り除くことができる何か、条件のようなものです。
そうすべきかもしれませんね。 説明しましょう。 物事を攻撃するときには、金属に近づけば近づくほど、その正常な動作を妨げる自由度が増すというパターンがあります。 本当に残酷な手口の1つに、暗号チェックをバイパスするものがあります。ハードウェアでは期待通りに進行させ、プロセッサが失敗を報告する必要がある瞬間に、十分な電子を供給しないことで、暗号チェックを回避します。 パワーをコントロールすることで、宇宙をコントロールすることができます。
実験物理学者は、この特別な宇宙の多くを支配しています。 私たちが滅多にできない暗号攻撃を知っていますか？ 選ばれた鍵による攻撃です。
量子システムから物理的に可能な限りエントロピーを取り除いて、刺激を受けたときに噴出する確率分布の中にどれだけランダムなものがあるかを見てみるべきかもしれません。 量子力学からの分布の逸脱は見られないと思いますが、モチーフ（バイオインフォマティクスの言葉を借りれば、以前に見たことのある正確な結果の連続）が見られるかもしれません。 コースグレイン・アイデンティティ、ファイン・グレイン・リピート。
見てみる価値はあると思います。 もちろん、物理学者にシステムからエントロピーを除去する方法を教える必要はありません。 しかし、サイズが重要だと指定されていないものを、システムで利用できることがわかっているサイズの素数整数の関係の倍数にすると、未知の方程式の整数関係が実験装置の共有因子として露出し、予期しないピークが見られるかもしれないことは言及しておく価値があるかもしれません。 何かを見つけられるかどうかはよくわかりませんし、多少の傾きを導入しなければなりません（自由空間の光子として異なる速度で伝搬する信号や、物体内の電子振動などを補正する必要があります）が、もしかしたら、これがまだ一般的な探索的実験プロセスでなければ、何かクールなものを見つけられるかもしれません。
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分かっています、私は標準的なハッカーの攻撃パターンを、ある種、関係のないところで使っています。 量子物理学は暗号にも進出していて、その結果は興味深いものでした。 今、入力検証が難しいと思っている人は、宇宙の法則によってパケット検査が違法になったらどうなるか想像してみてください。 実際、数年前のCCCでは、一般的な量子暗号システムで100%の鍵回復を達成したという素晴らしい発表がありましたので、ご覧ください。
この2つの世界には何か関連性があるのかもしれません。そして、あなたは私が荒唐無稽な推測をすることを許してくれるでしょう（ここまで読んでくれた方は、すでに許してくれていると思いますが）。 ちょっと想像してみましょう。私がいつの日かインターネットを修理するための小さな軍隊を率いて運営する組織の中に、光学系のテーブルの回り方を知っていて、まだ目が2つあるパンクな実験主義者の大学院生が数人いるとします。 彼らに何をしてほしいか？
量子力学を肯定的に確認する実験がたくさんありますが、それは数学が機能しているので当然のことです。 しかし、私は別のことを試してみたいと思います。 コヒーレントな光を2つのスリットに通し、波のように干渉させて検出器に到達させる2スリット実験は、量子物理学のクールな結果の多くを示しています。 驚くべきことに、スリットを通過する光子や電子が1個しかなくても、干渉が起きるのです。 他に干渉するものがないからです。 とても素晴らしいことです。
このように、より大きなものに干渉パターンを表示する研究は、現在もたくさん行われています。 量子物理学で正しく予測されている動作が、なぜ野球ボールなどに現れないのかはよくわかっていません。 どこかに境界線があるはずですが、理由や場所はわかりません。 それは面白い仕事ですね。 しかし、私は別のことをするかもしれません。
実装された動作が存在する。 干渉パターンです。 それは、特定の条件でしか現れない、もろいものです。 その脆弱な動作を壊すもの、壊してはいけないものを見極めるのです。 ハッキングの真実は、クリエイティブであると同時に、簡単な部分でもあります。 地球上には、コカ・コーラの缶を隅から隅まで組み立てることができる人間はいません。 しかし、ほとんどの人が缶を壊すことができますし、動物界のほとんどの人々やいくつかの自然現象もそうです。
だから、そうなんです。 私は、量子物理学を曖昧にすることを提案しています。 知らない人もいるかもしれませんが、壁に向かって大量のゴミを投げつけると、多くのシステムが壊れます。 最終的には、開発者が頭の中で考えていたソフトウェアの動作モデルと、実際に出荷した動作との間に何らかのギャップが生じることになります。
Fuzzingは完全にランダムであり、多くの問題を見つけることができます。 しかし、私たちが長年にわたって発見してきたことの1つは、システムが処理するのに慣れている信号を理解し、システムが処理するのに慣れていない方法でそれらを合成することで、あらゆる種類の障害状況を明らかにすることです。 例えば、あるWebブラウザをファジングしたことがあります。 ブラウザは巨大です。 様々な種類の奇妙なパーサーがあり、ほとんど任意の方法で接続することができます。 私はランダムなオブジェクトの複雑なツリーを作成し、あるブランチから別のブランチに要素を移動させ、子を操作している間に親を削除し、その間ずっと、何かが明らかに不要になった瞬間にそれが破壊されるように、メモリマネージャにストレスを与えていました。
次の日に出社すると、まるでクリスマスのような雰囲気になるんですよ。 今日は何が壊れたんだろう？ 無害な合成ができるからといって、そうなるとは限らない。 ウェブブラウザを束ねるガンクの宇宙のような共有基板は、その仕様を完全に実装することはありません。 地図は領土ではなく、モデルは常に不完全なものです。
ここからが本題です。 私たちはファザーに完全なデバッガーを設定していました。 私たちは、特定のクラッシュの原因を常に正確に知ることができました。 しかし、量子スケールの現実に対するデバッガはありません。 タイムトラベルのデバッガは素晴らしいものになるでしょう。
ここでは慎重になりたいのですが、これは重要なことだと思います。 デバッガーがないと、多くのクラッシュは同じように見えます。 信じられないかもしれませんが、Webブラウザを停止させる原因は、まったく異なるものがたくさんあります。 しかし、毎回同じようなクラッシュ体験をしています。 波は、たとえ干渉波であっても、実は非常に一般的な故障モードなのです。 光子を通すスリットは、空気分子や水分子も通します。 スタジアムにたくさんの人を集めて、ビールを飲ませれば、人から波を作り出すこともできます。
同じ波ではありませんし、同じ性質を持っているわけでもありません。それが量子物理学の魅力のひとつです。 異なるスケールのシステムは、異なる動作をします。 マクロでは同じでも、ミクロでは大きく異なることがあります。
多粒子系の場合、干渉はかなり直感的に理解できます。 光子が空間を回転し、バルクで相互作用するときに建設的なモードと破壊的なモードを持つことは確かです。 確かに、光子は空間を回転し、バルクで相互作用すると建設的モードと破壊的モードを持ちます。 私は非局所性を嫌っていますが、実験は常に正しいのです。 これらの系は、あたかも自分が取り得るすべての道を知っていて、その中から一つを選ぶかのように振る舞います。
これは、単一光子系で起きていることと、関連する粒子の長い流れで起きていることが、必ずしも同じ理由である必要はありません。 あるかもしれません。 しかし、重要なことは、光、空気、水の波だけではないということです。 それらの波には類似性があります。なぜならば、メカニズムは全く異なりますが、それらを駆動する比率は（各レジームの正確さにおいて）同一のままだからです。
バグの衝突は非常に迷惑なものです。
ちょっと話が脱線してしまいましたね。 いいんですよ。 私は間違っていてもいいんです、ただ一般的にはそうならないように努力していますから。 間違ってもいない。 重ね合わせの印象的な点は、粒子が持っていないはずの知識を裏切るような振る舞いをすることです。 量子物理学の結果を暗号化して解釈しても、それを説明することはできません。 パイロット波理論は決定論的な量子物理学の概念であり、この暗号推論とは全く相容れないものではありませんが、これも局所性を放棄しています。 入力があって、それを出力で説明する必要があります。
しかし、第二スリットの知識が、単一光子によって知覚される宇宙に存在しないとは限りません。 単一光子のシステムはそうではありません。 無限に暗い真空の中を飛んでいるわけではありません。 そこらじゅうに黒体放射があって、アセンブリで跳ね返ったり、スリットで干渉したりして、めちゃくちゃになっています。 光子は波長の違う他の光子の影響を受けないとされていますが、我々はたった一つの光子の影響について話しているのです。 最後に聞いた話では、すべてのものが通過しなければならない力のテンソルフィールドがあり、それが影を持っているのかもしれない。 そして、必要な情報は、スリット間の比率のいくつかの要素であり、他には何もありません。 何もないわけではなく、一つの値です。
単粒子もスリットを通過する必要があります。 ほら、振動モードがあるでしょ。 私が見たレーザーアセンブリはすべて、レーザーを世界から隔離していました。 しかし、2つのスリットが振動するのを止めることはできません。特に、アセンブリを見逃さないようにすべての光子が当たっているときはそうです。 物質は電磁的な引力で結合しています。1つの光子と巨大な質量の塊では、私と地球よりも大きなエネルギー差があります。 波を作るためには、信号の伝達はそれほど必要ではありません。 スリットの距離の移動があればいいのです。
光子の数を、（受光器に到達するだけでなく）アセンブリ全体での単一光子から、目がくらむほどの明るさまで、滑らかにスケールアップして、不連続性を探すのは面白いかもしれません。 軌道を意識して弱い相互作用を使っている場合は特にそうです。
一般的に、重要でないはずのものを変える。 第2フォトンの軌道を知っているものは他にもたくさんあります。 信号を減らして作業するものがないようにしたり、大量のノイズを導入してデータがあることが問題にならないようにしたりします。 物事を熱くしたり、冷たくしたりする。 非対称な形状を導入して、左のスリットに入った光子は、右のスリットに入った光子とは異なる（無関係な）現実を見るようにします。 例えば、3つのスリットがあって、真ん中のスリットには何も届かない。なぜなら、右のスリットに向かう鏡に遮られてしまうからだ。しかし、左と真ん中の振動モードは、真ん中と右の振動モードとは異なる。 せめて、スリット間の形状を変えて、振動経路がカラスの行進よりも長くなるようにする。 何もしなくていいところにノッチフィルターや光ダイオードを入れる。 ミラーや再帰反射板も。 強磁性や反強磁性のような奇妙な材料を使う。 ビスマスは太陽の下でその日を過ごす必要がある。 密度を変えれば、誰かが劣化ウランを持っているかもしれないし、重力による空間の湾曲はそれほど関係ないかもしれない。 スリットは素晴らしい、実際には何も作られていないのだから。 スリットを2つ作るとしたら、何がいいと思う？ 3つの光検出器です。 実際、携帯電話のチップセンサーは人間の目よりも高感度になっていますが、条件が良ければそれ自体が単一光子検出器になります。 ソニーのISX-017（スタービス）には何ができるのだろう。
ナノ秒とは限らないことを知っていますか？ 磁化です。 磁化はフェムト秒で起こり、右のスリットからの電子を遮断しても、左のスリットでは何も起こらないのです。 忘れてはいけないのは、それぞれのメカニズムを別々に試す必要があるということです。なぜなら、どんなものでも故障モードは干渉パターンだからです。
とにかくやってみてください。 先生方、学部生に言ってやってください、めちゃくちゃにしてください。 火をつけてはいけません。 そんなことを言う必要はないかもしれません。
そして、何かに火をつけて、そこにレーザーを通すのです。 火のついた輪っかがあればボーナスポイントです。 あなたはそれを獲得しました。
正直に言います。 もしこれが成功したら、誰も私よりも驚かないだろう。 でも、もしかしたら、誰かが相対性理論による時差を明確に検出するために、原子時計を宇宙に送ろうと提案した時のようになるかもしれません。 ハッカーは夢を見ることができます。 私は、宇宙がどのように機能しているかを誰かに伝えようとは思いません。 しかし、いくつかの質問をすることはできます。 おそらく、厳密に言えば、これは超決定論ではないベルの定理の反証だと思います。 技術的には理論が正しくなくても、彼の特定の定式化に違反することはありません。 これは実際にそうかもしれません... Quantum Encraptionは、量子力学のすべての結果を説明する局所的な隠れた変数の理論です。
-ダン
追伸：このアプローチは、決定論的な宇宙を予測するものではありません。 レーザービームは、すぐには分解できないものの、最終的には分解します。 システムには、良いエントロピー源とそうでないエントロピー源が混在することがあります。 完全に予測不可能なカオスを作り出すには、実際の普遍的なエントロピーはごくわずかしか必要ありません。 実際にはランダム性が全くなくても、数学は同じように予測可能に働くのです。 すべてのエントロピー源がすべてのスケールで決定論的である場合にのみ、宇宙も同じようになります。 たとえそうであっても、非常に弱い暗号システムの相互作用は、何十億回もの状態交換の規模では、それ自体が非常に予測不可能なものです。 MD5は弱いですが、10億ラウンドのMD5はそうではありません。 つまり、完全な決定論があったとしても、システムを完全に動かしてしまわない限り、宇宙の状態を予測したり、影響を与えたりすることはできないのです。
[編集]追伸："量子力学において、エンクラプションで処理できない結果はありません。""もしあったとしたら、それとコミュニケーションをとることができるからです。" それが正しいかどうかはわかりませんが、通信不可説を実に簡単に通過するものをご存知でしょうか？ No Communicationです。 また、どうか、お気軽に dan@doxpara.com まで個人的にメールをいただくか、以下にコメントをお願いします。
2021年8月5日(木)実質的修正
量子力学の多世界解釈(MWI)は、我々の世界と同じ時空間に並行して存在する多くの世界が存在するという考え方である。異世界が存在することで、量子論、ひいてはすべての物理学からランダム性や距離的作用を取り除くことができる。MWIは、量子力学の測定問題を解決するものである。
量子力学の多世界解釈(MWI)は、我々の世界と同じ時空間に並行して存在する多くの世界が存在するという考え方である。異世界が存在することで、量子論、ひいてはすべての物理学からランダム性や距離的作用を取り除くことができる。MWIは、量子力学の測定問題を解決するものである。
2. 定義
2.1 「世界」とは何か？
世界とは、古典的に記述された状態にある、星、都市、人、砂粒などの巨視的な物体の総体である。
MWIにおける「世界」の概念は、理論の（ii）の部分に属する。つまり、厳密に定義された数学的実体ではなく、我々（感覚を持つ存在）が我々の経験を記述するために定義した用語であるということである。例えば猫の「古典的に記述された確定的な状態」というのは、猫の位置や状態（生きている、死んでいる、笑っているなど）が、選択肢を区別する我々の能力に応じて指定されており、この指定が古典的な図式に対応していることを意味しています（例えば、一つの世界に死んだ猫と生きている猫の重ね合わせは許されません）。
もう1つの概念は、Everettの最初の提案に近いもので、Saunders 1995を参照してください。これは、すべての物理システムとその状態の1つ1つについて定義された、相対的な、または視点方向の世界というものです。この概念は、世界が知覚者の知覚状態を中心とする場合に有効である。この世界では、知覚者が知覚するすべてのオブジェクトは明確な状態を持っていますが、観察されていないオブジェクトは、異なる（古典的な）状態の重ね合わせになっている可能性があります。中心のある世界の利点は、遠く離れた銀河の量子現象がそれを分裂させないことであるが、ここで紹介する定義の利点は、中心を特定せずに世界を考えることができることである。
MWIの世界の概念は、一般的な世界の概念に基づいていますが、いくつかの特徴が異なります。まず、「存在するものすべて」が世界であるという定義は、MWIでは成り立ちません。「存在するものすべて」とは宇宙のことであり、宇宙は一つしかない。宇宙には、一般の人が知っているような世界がたくさん含まれています。素人は、現在の世界には固有の過去と未来があると思っている。MWIによれば、ある瞬間に定義された世界は、過去のある時点ではユニークな世界に対応し、未来のある時点では多数の世界に対応する。
2.2 Who am I?
私は、地球や猫などの物体です。"私 "は特定の時間に、私の身体と脳の状態を完全に（古典的に）記述することによって定義されます。"私 "と "レフ "は同じものを指しているわけではありません（私の名前がレフであっても）。今現在、異なる世界には様々な「レフ」が存在していますが（各世界に1人以上ではありません）、今、別の「私」がいると言っても無意味です。私には特定の、明確な過去があります。私は、2020年の特定の「レフ」に対応しているが、未来の特定の「レフ」には対応していない。2030年の私は、多数の「レフ」に対応している。2021年の「レフ」は、2020年の特定の「レフ」と記憶を共有しているが、2030年の複数の「レフ」と記憶を共有しているのである。2021年の「レフ」は、2020年の特定の「レフ」と記憶を共有しているが、2030年の複数の「レフ」と記憶を共有している。私はすべての「レフ」に対応します。私が（いくつかの結果を伴う）量子実験を行うたびに、私にはたった一つの確定した結果が得られたようにしか見えません。確かに、その結果を得た「レフ」はそう考えている。しかし、この「レフ」は、実験後の唯一の「レフ」とは特定できません。実験前の「レフ」は、ありとあらゆる結果を得る複数の「レフ」に対応しています。
このような個人的アイデンティティの概念へのアプローチは、いささか異例のように思えるが、パーフィット1986による個人的アイデンティティの批判に照らしてみると、もっともなことである。パーフィットは、人がいくつかのコピーに分かれるという人工的な状況を考え、「どのコピーが私なのか」という問いには良い答えがないと主張しています。「そして、「どのコピーが私なのか？そして、観察者が分裂したときに重要なのは、個人のアイデンティティではないと結論づけています。SaundersとWallace 2008aは、Lewis 1986の意味論に基づいて、この質問の意味を見つけることができると主張しています。しかし、Tappenden 2008に対する彼らの回答（Saunders and Wallace 2008b）では、彼らの仕事は「私」の性質についてではなく、「サービス性」についてであることを強調しています。実際、以下で説明するように、「どのコピーが私か」という質問が正当な質問であるかのように、私は振る舞うべきなのです。
