O grupo de teoria da informação quântica da ETH Zurich, liderado por Renato Renner, em conjunto com o grupo de física experimental de Andreas Wallraff, publicou um artigo na revista Nature relatando a primeira produção e certificação rigorosa de “aleatoriedade perfeita” através de um experimento físico — uma sequência de bits que pode ser comprovada como permanentemente aleatória e imprevisível sob qualquer método de análise. O aparato experimental é composto por dois chips supercondutores quânticos, conectados por um tubo criogênico de 30 metros de comprimento, resfriado a temperaturas próximas do zero absoluto. Os dois chips formam um emaranhamento quântico através de fótons de micro-ondas transmitidos de um lado para o outro; a distância física de 30 metros garante que, durante o processo de medição, mesmo à velocidade da luz, a informação não possa ser trocada entre as duas extremidades, satisfazendo assim os rigorosos requisitos de “localidade” do teste de Bell. A equipe de pesquisa inseriu a aleatoriedade inicial gerada por um gerador de números aleatórios imperfeito no teste de Bell e, em seguida, aplicou um algoritmo especialmente projetado para realizar a “amplificação de aleatoriedade” nos resultados das medições, produzindo, por fim, uma sequência aleatória perfeita, matematicamente certificável. Renner comparou este avanço a “cruzar uma crista” — melhorias técnicas permitiram que a equipe alcançasse, pela primeira vez, um ponto crítico que antes era teoricamente possível, mas experimentalmente inatingível.
Embora geradores de números aleatórios baseados em fenômenos da física quântica, como ruído de disparo e diodos de avalanche, já fossem amplamente utilizados em criptografia, eles não conseguiam eliminar matematicamente desvios sistemáticos infinitesimais ou potenciais backdoors, oferecendo apenas “aleatoriedade prática” e não “aleatoriedade perfeita certificada”. A equipe de pesquisa afirma que o significado de longo prazo deste resultado reside no fato de que ele pode fornecer um papel de infraestrutura para a segurança digital, análogo ao do relógio atômico para a medição do tempo — uma fonte de aleatoriedade fisicamente certificada e confiável por outros sistemas, com aplicações potenciais que incluem criptografia de comunicações sensíveis, identidade digital, serviços públicos de aleatoriedade (como loterias e aplicações blockchain), entre outros.