El equipo liderado por Renato Renner, del grupo de teoría de información cuántica, y Andreas Wallraff, del grupo de física experimental, ambos de la ETH Zúrich, publicó un artículo en la revista Nature reportando la primera vez que se genera y certifica rigurosamente «aleatoriedad perfecta» mediante un experimento físico: una secuencia de bits que se demuestra que permanece aleatoria y no puede predecirse bajo ningún método de análisis. El dispositivo experimental consta de dos chips cuánticos superconductores conectados por un tubo criogénico de 30 metros de longitud, enfriado hasta cerca del cero absoluto. Los dos chips forman un entrelazamiento cuántico mediante fotones de microondas enviados de un lado a otro; la separación física de 30 metros garantiza que, durante la medición, incluso a la velocidad de la luz, no pueda intercambiarse información entre los dos extremos, cumpliendo así el estricto requisito de «localidad» para la prueba de desigualdades de Bell. El equipo de investigación introdujo en la prueba de Bell la aleatoriedad inicial generada por un generador de números aleatorios imperfecto y, mediante un algoritmo diseñado específicamente, aplicó una «amplificación de aleatoriedad» a los resultados de la medición, obteniendo finalmente una secuencia perfectamente aleatoria certificable matemáticamente. Renner comparó este avance con «cruzar una cresta»: las mejoras técnicas permitieron al equipo alcanzar por primera vez un punto crítico que antes existía en teoría pero al que no se podía llegar experimentalmente.
Hasta ahora, los generadores de números aleatorios basados en fenómenos de la física cuántica como el ruido de disparo o los diodos de avalancha, aunque ampliamente utilizados en criptografía, no podían descartar matemáticamente desviaciones sistemáticas mínimas o posibles puertas traseras; solo podían proporcionar «aleatoriedad práctica», no «aleatoriedad perfecta certificada». El equipo de investigación afirma que la importancia a largo plazo de este resultado radica en que podría ofrecer para la seguridad digital un papel de infraestructura similar al que los relojes atómicos tienen para la medición del tiempo: una fuente de aleatoriedad certificada físicamente y en la que otros sistemas puedan confiar. Las posibles aplicaciones incluyen el cifrado de comunicaciones sensibles, la identidad digital y servicios públicos de aleatoriedad (como en loterías o aplicaciones de blockchain).