Sziasztok!
Szeretnék épitenni egy quantum véletlenszángenerátort. Sajnos semmi magyar nyelvű leirás nincs a témában. Akinek esetleg teljesen kinai, érdemes elolvasni: http://www.idokep.hu/hirek/quantum-radar-delayed-choice-eraser
Találtam egy oldalt ahol csináltak ilyet egy füstérzékelő belsejéből, de nem igazán értem a működését, nincs meg a program a prociban, nem is láttam még ilyen procit, stb. Tehát nem utánépithenő. http://www.diyprojects.se/QuantumRNGv1/QuantumRNGv1.html

Egy hülye ötlet. Fogok egy lézert, megküldök vele egy féligáteresztő tükröt, a két kilépési pontba teszek két fotodiódát, valami gyors cmos cuccal figyelem, melyik jelzett előbb. Ez gondolom azért nem működhet, mert kb tiz nagyságrenddel gyorsabb fotodióda meg elektronika kéne hozzá. Próbálkozott már valaki ilyesmivel? Laborban hogy oldják meg, hogy csak egy fotont lőnek ki? Ebben várok segitséget.

http://latogatok.hu/news.php?extend.2584
A cikk alapján lenne pár érdekes kisérlet, amit szeretnék elvégezni egy ilyen eszközzel.
Várom a témában az ötleteket. (bocsi, nincs hosszú i)

Pedig ott van a szövegben: a füstérzékelőben van egy kevéske radioaktív sugárzó anyag. Ebből alfa részecskék jönnek ki, amiket egy fotodiódával detektálnak, és egy rakat műveleti erősítővel érzékelhető tartományba erősítik a jelet. A CPU-nak semmi dolga nincs, mint a műveleti erősítő kimenetén előálló impulzusokat nézegetni.

Valami ilyesmit lehetne csinálni, amire gondolsz, az pl. úgy működik, hogy egy fénysugarat kétfelé választanak, és külön-külön egy detektorba kerül a fény, ami 1-1 fotont tud érzékelni. Ezt nem lenne túl egyszerű megcsinálni házilag. A fenti zeneres móddal viszont elég jó minőségű véletlenszámokat lehet generálni.
Van is rá pár módszer, amivel letesztelheted, hogy sikerült. pl. itt némi info.

Ja, csak mind a három erősitő kimenete bemegy a prociba, van a végén egy komparátor, meg a jóisten tudja mi jön ki a fotodiódából. Sajnos nem értem az egész működési elvét.

Ezt felejtettem el, ha mondjuk van az embernek két fotoelektron sokszorozója, azzal egyszerűen detektálhatóak az alfa részecskék is. Az egyik lenne a nulla, a másik az egy. Nekem pont van is egy a fiókban.

Quantum véletlenszámgenerátor a téma cime...

Mit nem értesz ezen? Az alfa részecskék véletlenszerűen jönnek, minden részecske becsapódásából a diódán lesz egy impulzus, tehát az impulzusok is véletlenszerűen jönnek. A CPU ezeket nézi, nyilván a komparátorral fogja érzékelni az impulzust. Minden impulzusra generál a CPU egy bitnyi véletlen adatot. Ha az utolsó impulzus gyorsabban jött, mint az előző, akkor 1-es, ha lassabban, akkor 0-ás lesz annak az egy bitnek az értéke. Ahogy jönnek az impulzusok, szépen gyűlik a sok bit.

Igy már kezdem érteni. Mondjuk még mindig nem világos hogy az amp1, amp2, amp3 minek megy a prociba. Nekem a Cavalier fotoelektron sokszorozója szimpatikusabb. Találtam is egyet a vaterán: http://elektronika.vatera.hu/ipari_gep_berendezes/erzekelok_szabaly...8.html
Ehhez gondolom egy fotont kell kilőni, hogy értékelhető eredményt adjon. Azt hogy oldják meg a profik?

Ha csak a véletlen szám a fontos,lehet egy egyszerű fm zaj is jó forrás lehet.

Félvezető-átmenetben, vagy ellenálláson létrejövő elektronikus zaj is teljesen jó véletlenszám-forrásként (a princetoni projektben is ilyeneket használnak, egyenértékű a radióaktívval, csak jóval egyszerűbb). Link1 Link2 Itt van két egyszerű példa, a lényeg, kell egy zajforrás, egy erősítő (ez esetleg elhagyható), és egy komparátor. Ezután meg egy korrektor. Ez két bitet mintavételez a forrásból, összehasonlítja, ebből képez 1 kimeneti bitet (ez a radióaktív generátornál is kell).
XOR: 00 vagy 11 esetén 0 a kimenet, 01, vagy 10 esetén 1. Vagy:
Neumann korr. Így lehet biztosítani az 50%-os 0-1 arányt. Minimális mikrokontroller-programozási ismeretekkel megépíthető.

???
Nem fm zajgenerátort akarok csinálni. Azt tiz perc összedobni mindenféle fórumozás nélkül. Engem a témanyitó hsz utolsó linkjén található irás érdekel, szeretném egy kicsit szemügyre venni, kielemezni a quantumzajt. Pl nem tudom a izotóp bomlásából jövő zaj az igazi quantumfizikai jelenség-e. Szerintem a foton jobbra vagy balra megy dolognak több köze van a quantumfizikához. Egy féligáteresztő tükörrel meg egy fotoelektron sokszorozóval szeretnék csinálni egy ilyen masinát.

Mivel a kvantumfizika elég tág témakör, ezért természetesen az izotópból kilépő sugárzás is ilyen jelenség. Mint ahogy a félvezetők zaját is a részecskék mozgása okozza, ami szintén kvantumfizikai jelenség.

Ha egy jófajta véletlenszámgenerátort akarsz csinálni, akkor házilag a zeneres megoldással van esélyed sikerre, de érdekes kísérlet lehet a fotoelektronsokszorozó is.
Az egész ott tud elbukni, ha a digitalizálás folyamán beleviszel valamilyen periodikusságot, pl. egy órajel miatt. Ha veszek pl. két detektort, egyik nulla, másik egy, eléjük rakok egy sugárzásforrást, és mindegyik detektorba másodpercenként 1-2millió becsapódás van, akkor elég gyors elektronika kell, hogy mindet rögzítsd. És persze nem árt, ha máshonnan nem érkezik bele jel, hőmérsékletfüggetlen, vagy te tartod egy hőfokon, stb.

Most akkor mit mondjak... Azt írtad, kvantumfizikai folyamaton alapuló véletlenszám generátort akarsz építeni. Én elmondtam hogy a legegyszerűbb. Ha bonyolítani akarod a saját dolgod, akkor tedd azt. Ha meg érdekel ez a terület, akkor célszerű minimális fizikai ismereteket elsajátítani a témában. Akkor most nem kéne azt bizonygatnom, hogy amit linkeltem, ugyanazt az eredményt adja, mintha részecskegyorsítót építenél otthon buborékkamrával... bár így sem foglak győzködni.

Régen olvastam egy érdekes cikket, amiben a véletlen kutatásáról volt szó, és említettek egy olyan dolgot, hogy valódi véletlenszámokat generáltak és ezek eloszlását figyelték meg. Nagyon nagy számosság esetén a generált számok eloszlása egyenletes, de a folyamatosan működő rendszer esetén vannak kilengések. Azt figyelték meg hogy ezek a kilengések nagyon gyakran egybeesnek jelentősebb történelmi eseményekkel, (ha jól emlékszem a példák között szerepelt pl. 9/11 vagy Diana hercegő halálos balesete).

Mostanában nem olvastam erről, de az jutott eszembe, hogy vajon a jelenlegi világjárvány hatása vajon látszik-e,ezeknek a kutatásoknak az eredményeiben, netán előre jelezte-e ilyen kutatás?

Aztán arra gondoltam, hogy végülis össze lehetne dobni egy egyszerű kütyüt a kilengések detektálására, valahogy így Zajgenerátor -> komparátor - mintavétel + számláló MCU val. Így kideríthető, hogy valóban működőképes-e a dolog.

Egy kollégámmal később megvitattuk a dolgot, és megtalálta, hogy ez a rendszer már 30 éve működik, és online megfigyelhető itt:
https://removetrail.herokuapp.com/
Gyakorlatilag az összes mérési pont kileng.

Közben persze összeraktam egy zajgenerátort aminek a kimenetén szépen jönnek is a nullák és az egyesek. Ezt egy kis bluepill panel, dolgozza fel amit arduinoval programoztam. Van egy változó amit minden beérkező 1 bit növel, és minden 0 bit csökkent. Így a változó a nulla körül kóvályog, vagy elszáll pozitív vagy negatív irányba. A lengés amplitudóját is, megpróbáltam vizsgálni. A kapott eredmények egyelőre kb. a matematikai valószínűségeknek felelnek meg.

Az érdekelne, hogy valaki foglakozott-e ilyen kísérletekkel. Ha igen akkor milyen elektronikát épített hozzá, és milyen algoritmussal dolgozza fel jeleket?

Érdekes a téma, de érdemben még nem foglalkoztam vele. Hétvégére összedobok egyet. Vélhetőleg két zajgenerátorral. Az egyik hajtja meg a timert, ami időzíti a mintavételt, a másikból meg mintát vesz.

Az miért probléma ha simán a timer vesz mintát adott időközönként? A zajgenerátoromból kijövő impulzusok vagy szünetek szélessége többnyire 300ns és 5µs közötti időtartamúak. Ha ennél ritkábban mintavételezek akkor teljesen véletlenszerűnek kellene lennie a kapott mintának nem?

Végül is igazad van, mert véletlen szorozva véletlennel az egyenlő véletlennel.. Igazából még csak agyalás szinten vagyok. Egy zajgenerátort már összeraktam, de azt látom, hogy az analóg szkóp itt semmit sem mér, csak füvet. Trimmerrel állítva a végtranzisztor feszültségét, 100kHz és 600 kHz között mérem a frekvenciáját, ami 5 kHz-en belül mozog.

A lefotózott áramköröd mekkora tápfeszről megy? Mekkora a kimenő jelet produkál?

Udv Skori! Egy ember halalanak globalis hatasa erosen furcsa szamomra.

Ez nyilván egy kiragadott dolog, és egyelőre nem is akarok állást foglalni a dolog működéséről, csak kísérletezek, és csak valódi, reprodukálható eredményeket fogok komolyan venni.
A véletlen generátoromon végzett legtöbb kísérletem (kellően sok bit feldolgozása esetén) eddig a mateknak megfelelő statisztikai eredményeket hozta. Eddig egyetlen reprodukálható anomáliát találtam, ami kicsi eséllyel lehet szoftverhiba is (de akkor nem tudom mi lehet az), de minden próbálkozásomra előjött, és egyelőre semmilyen logikus magyarázatot nem találok rá.
Pár mondatban nagyon nehéz összefoglalni, de megpróbálom:
Az első kísérletben létrehoztam egy 32 bites változót, nulla kezdőértékkel. Egy timer interruptban futó függvény minden lefutásakor kiolvas egy véletlen bitet a zajgenerátorból. (A zajgenerátor hardveres, és zárt vasdobozban van) A függvény 0 bit esetén csökkenti a változót, 1 bit esetén növeli. A várt eredmény: egy nulla körül "kóválygó" szám valamekkora kilengéssel. A kijelzőn a számláló értékét a minták számának %-ában jelenítem meg. Minél hosszabb bitsorozatot vizsgálok, annál inkább állandósul a kapott érték. 200000 bit esetén 1...2% körüli értékekett kapok, amit betudok a zajgenerátor komparálási hibájának. Eddig minden ok.
Az ideális bit-zaj generátornak azonban mindig 50-50% eséllyel kellene 0 vagy 1 bitet adnia, ezt szoftveresen úgy szokták közelíteni, hogy nem a bit abszolút értékét nézik, hanem azt, hogy eltér-e az előzőleg tárolt bittől - mivel ez sokkal kevésbé függ a komparálási küszöbtől.
Ezt beleírva a szoftverbe a kapott hiba a tized %-os tartományba került át (szuper).
Azonban feltűnt, hogy az első esetben és a második esetben is többnyire pozitív értékeket kapok, ezért invertáltam a feltételt, azaz a 0 bit növel, és az 1 bit csökkenti a változót.
Az első esetben a hibaérték -1%...-2% körüli lett, a második esetben azonban maradt a +0,3...+0,6% körüli érték!!!! Többször, és többféle módon próbáltam a növelés-csökkentés feltételét megcserélni, de a második módszer esetén mindíg! pozitív szám az eredmény. Ma annyit vettem észre, hogy órákig tartó működés esetén néha-néha beugrik egy negatív szám is, de ez tényleg nagyon ritka. Utólag megfigyeltem, de számszerűsíteni nem tudom, hogy a kapott eredmények ingadozása akkor is más jellegű lesz ha simán a bitek abszolút értékét dolgozom fel, és invertálom a számlálás feltételét.
Jelenleg úgy tűnik, hogy a számláló értéke valamilyen módon visszahat a zajgenerátorra, a másik alternatíva a szoftverhiba - azt viszont egyelőre nem találok (de meg fogom mutatni a kódot pár hozzáértőnek, hátha lesz magyarázat).

Elég kacskaringós a megoldás, de úgy tűnik szoftverhiba.

BCW60D tranzisztorral megy. 11 volt körül indul be. 15 voltos táplálásnál maximum 13.5 voltos csúcstól csúcsig mért zaj van a kimenetén. Ezt ugye a trimmerrel lehet kisebbre is venni.

Én nem vagyok otthon a véletlenszám generálásban, de engem ez a GCP csak arról győzött meg hogy amit csinálnak az nem véletlenszám generálás. A véletlennek definíciószerűen véletlennek kellene lennie és nem kellene hogy befolyásolja semmi sem. Sem a hőmérséklet, sem a páratartalom, sem a globális a tudatállapot. Ezek után építettek valamit, ami olyan adatot szolgáltat ami bejelez az emberiség nagy történéseire. Szerintük ez azért van mert az emberiség tudatállapotának változására reagált a kütyüjük hálózata. Pedig igen valószínű hogy nem erről van szó, hanem valamilyen más, jobban értelmezhető csak épp nem vizsgált fizikai hatás okozta ezt, ami miatt a kütyüjük nem valódi véletlenszám generátor. Ilyen példa lehet az ilyen eseményekkel járó megnövekedett távközlés okozta megnövekedett elektromágneses háttérsugárzás.
Tehát 9/11-es terrortámadásnál sem hiszem hogy kevésbé lett volna véletlenszerű a véletlen és azt sem gondolom hogy a kütyüjeiknek a hálózata azért mért kiugrást az adatokban mert a világon mindenhol együtt dobbant az emberek szíve az amerikai hazafiakkal és nem mondjuk azért mert mindenki odakapcsolt a TV-re.

Mindenesetre kedvet kaptam én is hogy építsek egy véletlenszám generátort (vagy valamit ami közel az).

Úgy nézem, hogy nagyon sok múlik a hardveren. A zajgenerátor 16 voltról van táplálva. A kimenete egy LM311-es komparátor bemenetére megy. A másik bemeneten egy változtatható feszültség van, mint billenési küszöb. Az LM311 kimeneti tranzisztora illeszt az 5 voltos mikrokontrolleres rendszerbe. 500 Hz-en veszem a mintát.
Attól függ, hogy miként csavarom a trimmereket, úgy lesz több, vagy kevesebb a magas szint, vagy az alacsony.

Hallgassátok meg a zajgenerátorokat egy rádióvevővel.
Több sávon is HH , KH , RH, URH .
Mindenhol ott lesz a zúgása ha direkt antenna bemenetre kötitek.
Másik trükk RF technikában pl a silent antenna hangolás.
Általában rövidhullámú antennáknál bír ez jelentőséggel.
Az adót és az antenna huzalt az adott frekin impedanciára illeszteni kell.
Ez némi energia kibocsátással kell járni az adóból és az illesztő áramkörben tekergetni a kezelőszervek (L/C tagok) értékét. De ezt csendben is lehet ha zajgenerátoros mérőhíddal.Ekkor a vevőbemenete van az RF mérőhíd átlójában és a "csendet" keresik az antenna tuner tekerésével.(a hidat a zajgenerátor táplálja).
Sok más egyéb RF méréstechnikai alkalmazása is van/volt a zajgenerátoroknak

Tehat a hardveres zajgen gyakrabban eredmenyez 0t 1 helyett. Megforditd a hatasat, akkor is. Probald ki hogy reagal ha 0t vagy 1 et vartok el akarattal es koncentralassal eredmenykent. Azt olvastam mar csotanyok is kepesek voltak kellemes meleg vagy aramutes valasztasnal a kellemes meleg fele iranyitani a szamitogepet. Amit tervezunk, amire vagyunk nagyobb valoszinuseggel valik valora.

Módosítottam a szoftveren a komparálási küszöb hibája miatt. Két 32 bites változó van. Az egyiket akkor növeli, ha alacsony a mintavétel, a másikat akkor, ha magas a mintavétel. De a következő mintavételnél felcserélődik a két változó. Majd megint csere.
Úgy gondoltam, hogy ezen a módon együtt fog futni a két érték teljesen. De nem, kileng rendesen.

Két megoldást találtam arra, hogyan lehet pontosan 50-50% esélyt elérni a 0/1 bitek valószínűsége között:
- van egy változóm ami az aktuális feldolgozandó bitet tárolja, az újonnan beolvasott bitet nem egyszerűen belerakom ebbe a változóba, hanem kizáró vagyolom vele, és a kapott érték kerül a változóba. Így a 0/1 bit információt nem a bit abszolút értéke, hanem a változásai hordozzák.
- a másik módszer az, hogy minden második beolvasott bitet invertálni kell. Ha az egyik bit 51% eséllyel volt 1 bit a következő pedig 49% eséllyel, akkor 1-nél több bit vizsgálata esetén pontosan 50% esélyt kell kapnunk. mivel nem tudjuk melyik bit.

Jelenleg az első módszer tűnik szimpatikusabbnak, és ezt tesztelem. A teszt elég régótta fut folyamatosan, és mostanáig kb. 8200millió bitet adott össze eddig az MCU, és a változó legnagyobb kilengése mindössze 200000 körüli volt. Ez 0,0025% alatti maximális eltérést jelent az 50% valószínűséghez képest, gyakorlatilag szerintem ennyi kilengés teljesen korrekt érték.

Hardveres megoldás is létezik, minél több véletlen generátort hozunk kizáró-vagy kapcsolatba (sima logikai kapuáramkörrel), annál jobban közelíti az ideálist a kapott eredmény. Csak tippelek, de kb 4...5db generátor kizáró-vagy kapus összehozása elegendő lehet a fenti kísérletemben szereplő pontosság megközelítésére hardveresen. Talán hétvégén eszkábálok valami ilyesmit.

Sajnos azt hittem találtam egy anomáliát, de nem. Eddig minden eredményem kb. a matematikai elméletnek megfelelő. Viszont a zajgenerátorom egész jónak tűnik. Készítek vele lottószámokat hétvégén Aztán ha lesz időm rá, akkor egy még ügyesebb zajgenerátort is összedobok.

Akarattal sajnos nem tudok ráhatni a bitekre, vagy mert nem lehet, vagy mert nem elég az akaraterőm

Jelenleg 14µsec időközzel veszek mintát. Tegnap óta folyamatosan megy és számol...