量子魔法8號球:用光子打造真正隨機的答案機
創客 David Noel Ng 將量子物理應用於經典玩具「魔法8號球」,透過光子束分裂器與光電倍增管產生真正隨機的是非結果,驅動軟體版魔法8號球回答問題。這項專案結合低階量子物理、電子電路與程式碼,展示了量子隨機性的實際應用。

文章重點
- 創客 David Noel Ng 建造了一款量子魔法8號球,利用單光子通過分光器的量子效應產生真正隨機結果。
- 裝置由光源、分光器及兩個光電倍增管(A 和 B)組成,每顆光子隨機打中其中一個,輸出是/否二元結果。
- 光源經過衰減,確保光路中每次實際上只有一顆光子在行進,以維持量子隨機性的純粹性。
- 量子隨機結果透過電子電路與程式碼整合,驅動軟體版魔法8號球實際回答使用者輸入的問題。
- 與偽隨機演算法不同,量子測量結果在觀測前不存在,因此具備理論上不可預測的真正隨機性。
量子魔法8號球:用光子打造真正隨機的答案機
如果你曾經拆開經典玩具「魔法8號球」,會發現裡頭不過是一個浮在深色液體中的多面體。這個玩具提供了一種「近似隨機」的方式,讓人向宇宙提問諸如「爸媽會離婚嗎?」或「Beth 喜歡我嗎?」之類的關鍵問題——即便答案幾乎從不準確。
如果你想要一顆更可靠地「隨機」、但同樣不保證真實的魔法8號球,創客 David Noel Ng 最近完成的這個專案或許會讓你眼睛一亮。
概念:用量子效應實現真正的隨機
這個專案的核心概念很直觀——利用量子效應產生真正的隨機結果,用來驅動隨機數產生器,再由它決定軟體版魔法8號球的答案。David 嘗試了數種實作方式,最終選定了他認為最適合這項任務的設計。
硬體設計:光子、分光器與光電倍增管
在最終版本的裝置中:
- 光源發射光子,並衰減至每次實際上只有一顆光子在光路中行進的程度。
- 每顆光子通過一個分光器(beam splitter),結果只有兩種:穿透鏡面並打到光電倍增管 A,或反射後打到光電倍增管 B。
- 這個過程為每顆通過的光子產生一個真正隨機的「是/否」結果。
David 對其中涉及的低階物理原理解釋得相當清楚,同時也說明了如何透過配套的電子電路與程式碼,將這套裝置轉化為一個能夠實際回答問題的可用魔法8號球。
結語
過去曾有不少魔法8號球的自製版本,但鮮少有哪個能像原版玩具那樣帶來獨特的觸覺體驗。儘管如此,它們都能勝任那些「問題太瑣碎,不值得去找塔羅牌師或算命仙」的場合。如果你也有自己解讀命運旨意的奇特方法,歡迎透過投稿信箱告訴我們。
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本文由 LAETimes 編輯部審核發佈 ·


