让随机性“更随机”的实验

现实中的量子信息处理设备不可避免地存在各种缺陷，导致计算结果出错，也使得其生成的随机比特质量不高。这类“有瑕疵”的随机数无法直接用于加密密钥生成等对安全性要求极高的应用。为此，科学家提出了“随机性放大”这一专门协议：它能将低质量的原始随机源，提升为真正安全、不可预测的高质量随机数。关键在于，该协议是“设备无关”的——它完全不假设量子设备内部如何工作，只依赖一个核心物理检验：无漏洞贝尔实验。而要成功运行该协议，实验必须同时满足两个严苛条件：一是贝尔不等式违背程度足够高（证明量子非局域性足够强），二是实验重复速率足够快（保证实用性）。本研究首次在真实物理系统中实现了这一目标。其成功得益于两方面突破：理论上，研究人员设计出了参数要求更贴近实验现实的新型协议；实验上，团队利用超导量子电路技术，成功达到了所需的高贝尔违背和高重复率。尤为关键的是，已有严格证明表明：纯粹依靠经典手段，不可能实现真正的随机性放大。因此，本次实验不仅验证了该理论方案的可行性，更首次以无可辩驳的方式，展示了量子技术的一项独特能力——完成经典信息技术根本无法胜任的任务，即“量子优越性”。