O fim da dúvida: físicos suíços criam números aleatórios com perfeição matemática comprovada

A aleatoriedade quântica sempre foi considerada o padrão ouro para a segurança criptográfica. Mas o desafio persiste: como ter certeza de que um número é verdadeiramente aleatório, e não apenas estatisticamente convincente? Em maio de 2026, físicos da ETH Zurich finalmente preencheram essa lacuna. Uma equipe liderada por Renato Renner e Andreas Wallraff publicou na revista Nature um método que produz números aleatórios com perfeição certificada, sem exigir confiança na fonte original ou no próprio hardware quântico .

A técnica, chamada de amplificação de aleatoriedade, não tenta construir um gerador de números aleatórios impecável do zero. Em vez disso, ela pega uma fonte imperfeita – e até publicamente conhecida – de aleatoriedade e usa a física quântica para filtrá-la, gerando um fluxo de bits imprevisíveis e privados cuja qualidade pode ser formalmente comprovada, em vez de simplesmente presumida .

Como a amplificação filtra a aleatoriedade fraca até a perfeição

O protocolo funciona em três etapas:

1. Começando com aleatoriedade imperfeita. O processo dispensa uma semente confiável. Pode-se começar com um gerador de números aleatórios tendencioso ou até mesmo com uma sequência cuja fraca previsibilidade é de conhecimento público – desde que ela retenha ao menos alguma imprevisibilidade genuína .

2. Criando entrelaçamento por um link de 30 metros. Dois chips quânticos supercondutores são resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto e conectados por um link criogênico de 30 metros . Eles são colocados em um estado de entrelaçamento, o que significa que as medições em um chip se correlacionam instantaneamente com o estado do outro – uma marca registrada da não localidade quântica.

3. Certificando a aleatoriedade com um teste de Bell sem brechas. A fonte de aleatoriedade fraca determina as configurações de medição aplicadas aos qubits entrelaçados. Quando as correlações resultantes violam uma desigualdade de Bell, excluindo qualquer explicação por variáveis ocultas locais, os resultados são comprovados como fundamentalmente imprevisíveis – não apenas desconhecidos, mas inerentemente estocásticos . Essa violação efetivamente "amplifica" a aleatoriedade de entrada de baixa qualidade em bits de saída quase perfeitamente aleatórios e privados.

A sacada crucial é que o teste de Bell não apenas confirma a existência do entrelaçamento; ele sonda e certifica dinamicamente a aleatoriedade do próprio processo de medição quântica .

O que isso significa para a segurança digital

A aleatoriedade comprovadamente perfeita elimina uma vulnerabilidade fundamental dos sistemas criptográficos:

• Chaves e assinaturas incondicionalmente seguras se tornam possíveis quando a aleatoriedade subjacente tem sua imprevisibilidade matematicamente provada, mesmo contra adversários com poder computacional ilimitado .
• A implantação com confiança zero é o padrão: a certificação se mantém mesmo que os dispositivos quânticos sejam fornecidos por terceiros não confiáveis ou haja suspeita de comprometimento .
• A integridade de processos públicos melhora para loterias, auditorias eleitorais e sorteios criptográficos, onde qualquer viés oculto no processo supostamente aleatório minaria a justiça do resultado .

A contrapartida é a taxa de transferência. Alcançar a certificação perfeita exige uma complexidade experimental que atualmente limita a velocidade de geração de bits aleatórios, especialmente se comparada aos geradores quânticos comerciais não certificados.

Como o método da ETH Zurich se compara à expansão certificada do JPMorgan

O anúncio da ETH Zurich em maio de 2026 veio pouco mais de um ano após outro marco importante: em março de 2025, uma equipe do JPMorganChase, Quantinuum, Argonne National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory e da Universidade do Texas em Austin demonstrou a expansão de aleatoriedade certificada usando um computador quântico de 56 qubits de íons aprisionados, também publicado na Nature . Essas duas conquistas representam abordagens complementares para o mesmo problema, cada uma com seus pontos fortes.

A amplificação da ETH Zurich começa com um grande volume de aleatoriedade pública e imperfeita e a filtra, obtendo uma quantidade menor de aleatoriedade perfeita. A técnica é independente do dispositivo: a garantia matemática não depende da confiança no hardware, tornando-a robusta até mesmo contra um fabricante malicioso . Ela resolve o problema fundamental mais difícil – afinal, você não precisa de uma semente perfeita e confiável.

A expansão do JPMorgan, baseada em um protocolo de 2018 proposto por Scott Aaronson, pega uma semente aleatória curta e confiável e a expande em um volume muito maior de resultado aleatório certificado . O experimento usou o processador H2 da Quantinuum executando amostragem de circuitos aleatórios, com verificação clássica em supercomputadores de exaescala, para certificar ao menos 71.313 bits de entropia . A garantia é robusta contra adversários – segura contra um computador quântico malicioso –, mas o protocolo requer uma semente inicial confiável, algo que a abordagem da ETH dispensa .

Os dois métodos atendem a cenários práticos distintos. A expansão do JPMorgan produz substancialmente mais bits aleatórios e está mais próxima da integração com a infraestrutura de computação quântica existente . A amplificação da ETH resolve o problema da semente em um nível mais fundamental, provando que a aleatoriedade perfeita pode ser extraída de um mundo onde, para começar, não existe nenhuma aleatoriedade confiável .

Nenhum dos métodos é atualmente um substituto imediato para os geradores padrão em sistemas de produção, mas juntos eles traçam o caminho da aleatoriedade estatística não verificável – que sempre carregou um resquício incômodo de dúvida em contextos de alta segurança – rumo a garantias com certificação matemática. O próximo desafio será transformar essas provas de conceito em hardware e protocolos que possam operar em escala, preservando ao mesmo tempo suas garantias de certificação.