GERADOR QUÂNTICO DE NÚMEROS ALEATÓRIOS

INTRODUÇÃO: O estudo aborda a geração de números verdadeiramente aleatórios para chaves criptográficas seguras, usando uma amostra de Cs-137 e um contador Geiger-Muller para detectar radiação. Os sinais de áudio capturados foram processados no MATLAB para converter picos digitais em números binários e, subsequentemente, em números decimais aleatórios. A aleatoriedade dos números gerados foi verificada com testes estatísticos, como o chi² e o Kolmogorov-Smirnov. O projeto demonstrou com sucesso uma metodologia eficaz para gerar números aleatórios a partir de fontes radioativas, contribuindo para a segurança computacional e gerando um arquivo de números aleatórios para uso futuro em criptografia. OBJETIVOS: O objetivo geral deste trabalho é investigar e demonstrar a eficácia do uso do decaimento radioativo como uma fonte de números verdadeiramente aleatórios, e explorar sua potencial aplicação na geração de chaves de segurança. MATERIAIS E MÉTODO: Este trabalho descreve um sistema para gerar números aleatórios a partir de uma fonte de entropia, como radiação beta de um isótopo. A fonte de entropia, como o decaimento radioativo, produz eventos imprevisíveis, que são medidos e processados para criar uma sequência de números aleatórios. A radiação beta do Cs-137 é captada por um contador Geiger-Muller, que gera sinais sonoros. Esses sinais são gravados e convertidos em números binários, que são então agrupados e convertidos em números decimais. Para garantir a aleatoriedade dos números gerados, são aplicados testes estatísticos como o teste chi-quadrado e o teste de Kolmogorov-Smirnov. O teste chi-quadrado verifica a conformidade da distribuição observada com uma distribuição esperada, enquanto o teste de Kolmogorov-Smirnov compara distribuições de probabilidade para avaliar se os números seguem uma distribuição uniforme. RESULTADOS: O áudio do sinal sonoro gerado pelo contador Geiger, capturado durante 386 segundos, foi salvo em MP3. A análise do áudio foi realizada usando o software Audacity para visualizar a amplitude ao longo do tempo. A amplitude absoluta do áudio foi então processada com um código MATLAB, que normalizou a série de dados e definiu um critério para identificar picos sonoros. Se a amplitude fosse maior ou igual a 0,3, o valor binário associado era 1; caso contrário, era 0. A partir desses dados, gerou-se uma série de números binários, que foram agrupados em blocos de sete bits e convertidos em números decimais, resultando em 2169 valores variando de 0 a 127. Esses valores foram salvos em um arquivo de texto para análise estatística. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Os resultados das amostras de áudio do decaimento radioativo mostraram comportamento aleatório conforme esperado. A comparação entre a distribuição uniforme esperada e os valores obtidos indicou que os números gerados são aleatórios e consistentes com a teoria estatística. Testes estatísticos, como o chi² e o Kolmogorov-Smirnov, confirmaram que a distribuição dos dados não apresenta diferenças significativas em relação à distribuição uniforme teórica. A eficácia do gerador de eventos de decaimento radioativo para produzir números aleatórios foi demonstrada, evidenciando sua utilidade para aplicações científicas e tecnológicas que requerem alta precisão em termos de aleatoriedade. A metodologia aplicada garantiu que os dados são confiáveis e adequados para usos que exigem precisão e confiabilidade.

PALAVRAS-CHAVE: 1. Números Verdadeiramente Aleatórios; 2. Geradores de Números Verdadeiramente Aleatórios; 3. Aleatoriedade; 4. Computação Quântica; 5. Decaimento Radioativo.