De vrais nombres aléatoires sont requis dans des domaines aussi divers que les devices à sous et le cryptage des données. Ces chiffres doivent être vraiment aléatoires, de sorte qu’ils ne peuvent même pas être prédits par des personnes ayant une connaissance détaillée de la méthode utilisée pour les générer.




En règle générale, ils sont générés à l’aide de méthodes physiques. Par exemple, grâce aux moindres mouvements d’électrons à haute fréquence, la résistance électrique d’un fil n’est pas constante mais fluctue légèrement de manière imprévisible. Cela signifie que les mesures de ce bruit de fond peuvent être utilisées pour générer de vrais nombres aléatoires.

Un nombre aléatoire biochimique

Maintenant, pour la première fois, une équipe de recherche dirigée par Robert Grass, professeur à l’Institut de chimie et de bio-ingénierie, a décrit une méthode non physique de génération de tels nombres: une méthode qui utilise des signaux biochimiques et fonctionne réellement dans la pratique. Dans le passé, les idées avancées par d’autres scientifiques pour générer des nombres aléatoires par des moyens chimiques avaient tendance à être largement théoriques.


Synthèse d’ADN avec des blocs de building aléatoires

Pour cette nouvelle approche, les chercheurs de l’ETH Zurich appliquent la synthèse de molécules d’ADN, une méthode de recherche chimique établie fréquemment utilisée depuis de nombreuses années. Il est traditionnellement utilisé pour produire une séquence d’ADN définie avec précision. Dans ce cas, cependant, l’équipe de recherche a construit des molécules d’ADN avec 64 positions de blocs de building, dans lesquelles l’une des quatre bases d’ADN A, C, G et T était située au hasard à chaque placement. Les scientifiques y sont parvenus en utilisant un mélange des quatre éléments de foundation, plutôt qu’un seul, à chaque étape de la synthèse.

En conséquence, une synthèse relativement simple a produit une combinaison d’environ trois quadrillions de molécules individuelles. Les scientifiques ont ensuite utilisé une méthode efficace pour déterminer la séquence d’ADN de cinq hundreds of thousands de ces molécules. Cela a abouti à 12 mégaoctets de données, que les chercheurs ont stockées sous forme de zéros et de uns sur un ordinateur.

D’énormes quantités de hasard dans un petit espace

Cependant, une analyse a montré que la distribution des quatre éléments de foundation A, C, G et T n’était pas complètement uniforme. Soit les subtilités de la mother nature, soit la méthode de synthèse déployée ont conduit les bases G et T à être intégrées furthermore fréquemment dans les molécules que A et C. Néanmoins, les scientifiques ont pu corriger ce biais avec un algorithme simple, générant ainsi des nombres aléatoires parfaits.

L’objectif principal du professeur Grass et de son équipe était de montrer que des occurrences aléatoires de réaction chimique peuvent être exploitées pour générer des nombres aléatoires parfaits. Traduire les conclusions en software directe n’était pas une préoccupation majeure au début. « Par rapport à d’autres méthodes, cependant, la nôtre a l’avantage de pouvoir générer d’énormes quantités d’aléatoires qui peuvent être stockées dans un espace extrêmement réduit, un seul tube à essai », explique Grass. « Nous pouvons lire les informations et les réinterpréter ultérieurement sous forme numérique. Ceci est extremely hard avec les méthodes précédentes. »