Заиста насумични бројеви су потребни за потребе сајбер безбедности, у игрицама, за научно моделирање, итд. Чини се да је у чему је проблем - добити случајни број? Рачунари се лако носе са овим задатком. Међутим, у стварности, већина насумичних бројева које генеришу нису заиста случајни.
Рачунари користе алгоритам за генерисање случајних бројева на основу почетне позиције семена. Због чињенице да је процес генерисања детерминистички, чини се да су бројеви насумични, али не сасвим. У већини случајева то није критично, довољни су псеудослучајни бројеви. Али када је у питању, на пример, заштита података, то може постати проблем. Уз довољно информација о алгоритму или његовом излазу, могу се пронаћи узорци у бројевима које производи. И уопште, људима су потребни стварни случајни бројеви.
Група физичара са Универзитета Браун развила је методу која би потенцијално могла да генерише милионе случајних бројева у секунди. Користи понашање скирмиона, сићушних магнетних аномалија које се јављају у неким дводимензионалним материјалима.
Објављена у Натуре Цоммуницатионс, студија открива раније неистражену динамику појединачних скирмиона. Откривени пре око пола века, скирмиони су изазвали велико интересовање, јер би њихово проучавање могло да отвори пут следећој генерацији рачунарских уређаја који користе предности магнетних својстава честица (спинтроника).
Доста истраживања је урађено коришћењем кретања скирмиона за извођење прорачуна, али то је показало да поред глобалног кретања скирмиона кроз материјал, локално понашање појединачних скирмиона такође може бити корисно.
Скирмиони настају услед "одмотавања" електрона у ултратанким материјалима. Спин се може сматрати малим магнетним моментом сваког електрона који показује горе, доле или у средини. Неки дводимензионални материјали у својим најнижим енергетским стањима имају особину која се назива вертикална магнетна анизотропија, што значи да су сви спинови електрона окомити на филм. Када се ови материјали побуђују струјом или магнетним пољем, неки од електрона се окрећу како се енергија система повећава. Када се то догоди, спинови околних електрона се до неке мере поремете, формирајући магнетни вртлог који окружује обрнути електрон, скирмион.
Скирмиони, који обично имају пречник од око 1 микрометар или мање, понашају се као нека врста честице која пролази кроз материјал са једне на другу страну. А када се једном формирају, врло их је тешко отарасити. Пошто су толико поуздани, истраживачи су заинтересовани да користе своје кретање за извођење прорачуна и складиштење података.
За студију су направљени танки магнетни филмови помоћу технике која је створила суптилне дефекте у атомској решетки материјала. Када се скирмиони формирају у материјалу, ови дефекти, које истраживачи називају центрима за причвршћивање, држе скирмионе чврсто на месту уместо да им дозвољавају да се крећу као и обично.
Када се скирмион држи на месту, његова величина варира насумично. Ако је један део скирмиона чврсто притиснут уз један центар за сидрење, остатак скирмиона скаче напред-назад између великог и малог пречника. Ова флуктуација, која се јавља насумично, може се мерити и користити за генерисање случајних бројева.
Промена величине скирмиона се дешава уз помоћ такозваног аномалног Холовог ефекта, који је напон који се шири кроз материјал. Овај напон је осетљив на окомиту компоненту спинова електрона. Када се величина скирмиона промени, напон се мења до степена који је лако измерити.
Истраживачи су израчунали да би оптимизацијом удаљености између дефеката у свом уређају могли произвести до 10 милиона насумичних цифара у секунди.
bbabo.Net