Fórum témák

» Több friss téma
Fórum » Quantum véletlenszámgenerátor
 
Témaindító: blikkk, idő: Aug 20, 2012
Témakörök:
Lapozás: OK   3 / 3
(#) Skori válasza tki hozzászólására (») Pé, 14:00 / 1
 
Inkább kerülném a filozófiát, és fejben már azon gondolkozom, hogy milyen algoritmusokat használjak az MCU-n a mintázatok felismerésére.
A panel majd elkészül valamikor... a kapcsolás tesztelésére sem volt időm, csak megterveztem, és remélem sikerül majd működésre bírni. (a részegységeit sem teszteltem igazán)

A korábbi zajgenerátorom más felépítésű volt, mint amilyen a mostani lesz. Akkor arra próbáltam törekedni, hogy minél jobb, minél egyenletesebb eloszlású bithalmazt kapjak, és persze a kéznél levő alkatrészekből építkeztem. Sok mindent kipróbáltam - és tök jó, egyenletes eloszlású bithalmazt kaptam... de nem ez volt a fő cél, hanem hogy a tudati ráhatást bizonyítsam vagy cáfoljam. Az akkori eredmény a cáfolathoz állt közelebb.
Azt hogy miért vettem elő újra, már leírtam. Több bithalmaz kell (minimum 4...8 halmaz) és az ezek közötti összefüggéseket kell kimutatni, vagy cáfolni.
(#) Skori válasza Skori hozzászólására (») Pé, 14:09 /
 
Legyen egy kis elektronika is itt, ezért megosztom az első véletlen generátorom rajzát. Érdekessége, hogy hangszórón meghallgatva, mindhárom kimenet ugyanúgy szól, nem lehet meghallani a különbséget. Viszont a kettes osztás biztosítja, hogy garantáltan (nagyon sok minta esetén) 50%-ban kapunk 0 és 1 bitet, azaz 50% valószínűséggel. Az alap kimenet sem rossz ebből a szempontból, de nem teljesen pontos, azaz egy bolha hajszálnyit eltérhet az 50% valószínűségtől a 0/1 bitek aránya.
A hozzászólás módosítva: Pé, 14:11
(#) tki válasza Skori hozzászólására (») Pé, 14:12 /
 
Csak egy megjegyzés, ha már feldobtam: Wolfram elmélete nem _úgy_ filozófia. Azt bizonyítja be teljesen földhözragadt reál módszerekkel (: -), hogy nagyon egyszerű kezdeti feltételekből is hatalmas bonyolultság alakulhat ki, ami szerintem óriási jelentőségű, mivel még kevésbé kell intelligens tervezésről meg hasonlókról beszélni. Pl. egy nagyon egyszerű algoritmus ("Rule 110" celluláris automata) is képes univerzális számítást végezni, vagyis tetszőlegesen bonyolult viselkedést produkálni. Nagyon érdekes.
(#) Skori válasza tki hozzászólására (») Pé, 14:19 /
 
Aki látott már fraktálképeket, és megnézte a hozzá tartozó matematikai függvényt, az egyből belátja ezt. A csatolt képeken a formula: z2+c függvény iterációja.
A programban tetszés szerint nagyíthatók a függvény része, és gyakorlatilag végtelen nagy mintázatot kapunk aminek a részei hasonlóak ugyan, de mégis mindegyik kicsit más...
(#) Skori válasza Skori hozzászólására (») Pé, 14:25 /
 
Még képek...
(#) tki válasza Skori hozzászólására (») Pé, 14:45 /
 
Szerintem ez messze nem ugyanaz, a fraktálnak nincs számítási és viselkedési komplexitása, változatosságában is ismétlődő és statikus, hoz is valamit meg nem is, mint a mesében. Csodálható, de nem alkalmas logikai műveletekre, számításokra - a Wolfram-féle modellben viszont valódi bonyolultság van. De ne higgy nekem, nézz utána egyszer, amikor kedved lesz hozzá.
(#) zenetom válasza Skori hozzászólására (») Pé, 15:08 / 1
 
Idézet:
„A gravitáció mértékét tudjuk mérni, többféle módszerrel is.”

Bizony, ami megdöbbentő, hogy a Föld gravitációját már cm-es pontossággal tudjuk mérni az új generációs atomórákkal.
Konyhanyelven fogalmazva, csináltak kísérletet, melyben ezt az órát lejjebb rakták pár centivel, és lassabban járt.
(#) tothbela válasza Skori hozzászólására (») Pé, 16:43 / 1
 
Köszönöm a korrekciót, természetesen nem haragszom.
Pontosabb lett volna, ha odaírom, ez a "nincs" nem saját véleményem, hanem amolyan műszakias, materiális kijelentés. A téma eléggé érzékeny terület, ezért nem egyszerű kijelenteni bármit is határozottan.
De nem is ezt szerettem volna feszegetni.
Próbálom másként.
Egy hangya nem képes felemelni egy pénzérmét, ergo nem tudja meg se fordítani azt. Tehát ha egy hangya úgy akar üzenni nekünk hogy az érme szándékosan valamelyik előre meghatározott oldalán feküdjön, az nem fog neki menni. Viszont nem zárható ki, hogy a levegőben pörgő érmére olyan irányú erőt fejtsen ki, hogy az nagyobb valószínűsséggel essen ugyanarra az oldalára.
Olyan gyenge hatások mint amilyet az elme, vagy amit egy feltételezett alternatív világból üzenő küld nekünk, lehet olyan gyenge, hogy egyetlen kvantum állapotát sem képes megváltoztatni. Viszont ha találunk olyan véletlenszerű eseményt aminek eloszlását ezek a feltételezett kvantum szint alatti hatások el tudják tolni, akkor mégis lehetséges az, ami túlmutatna a fizikai valóságon.
Azt is tudjuk, hogy a kvantum szint alatt nincs semmi, mint ahogy a hangya sem tud megmozdítani egyetlen pénzérmét sem.
(#) sany válasza tothbela hozzászólására (») 8:06 /
 
Nem véletlen, hogy nincs véletlen.
(#) sany válasza Skori hozzászólására (») 8:10 /
 
Nagyon érdekes kapcsolás.
Az RT és HE újságokban is sok kapcsolás volt található. Pl. véletlenszerűen villogó LED, ott három Schmitt-trigger kapu volt.
(#) tki válasza tothbela hozzászólására (») 9:56 / 1
 
Egyébként szépen leírtad, hogyan működik a DSP-ben levezetett és alkalmazott eljárás, amikor egyenletes zajt keverünk a bemenethez és túlmintavételezéssel az A/D átalakító lépcsőinél nagyobb felbontást érünk el így további információt nyerve mindabból, ami bemegy az áramkörbe, vagyis a ditherelést. : -)
A hozzászólás módosítva: 9:57
(#) Skori válasza sany hozzászólására (») 11:07 /
 
Itt a lényeg ez lenne hogy valódi véletlenszámot állítsunk elő. Tehát pl. egy mikrovezérlőn használt rnd függvény (általában) egy olyan matematikai függvény ami összevissza értékeket ad, és a rendszeridővel inicializálják. Ez úgynevezett ál-véletlen számot generál. egy játék dobókockához, ruletthez stb. teljesen jó, mert kb. megjósolhatatlan , hogy mil esz a következő érték. Viszont lesznek benne mintázatok, ismétlődések, azaz bár egyenletes, de nem tökéletesen véletlenszerű a számok eloszlása. A TRNG (true random number generator) valamilyen quantum hatásra épül, ami teljesen véletlenszerű, mint pl. radioaktív elemek bomlásakor kilépő részecskék. Persze nem egy hobbi eszköz, sokkal egyszerűbb pl. félvezető-átmenet zaját felhasználni. Pl. egy zener diódában a potenciál-gáton átugró elektronok, vagy elektroncső anódjába becsapódó elektron ami több másikat kiüt a becsapódáskor, és ezek újra becsapódnak az anódba, vagy a segédrácsba.
Az elmélet szerint a valódi véletlen generátor kimenetén nincsenek felismerhető mintázatok, semmiféle összefüggés nem mutatható ki, a korábban generált értékek, és az ezután következők között. Minden egyes bit előfordulásának, kizárólag a valószínűsége ismerhető.

A véletlenszerűen villogó led esetében különböző frekvenciájú oszcillátorok közötti kölcsönhatás (v. interferencia) eredménye adja ezt a hatást, ami jól nézhet ki, de nem valódi véletlenszerűség, csak ránézésre hasonló ahhoz.
(#) Skori válasza tki hozzászólására (») 11:11 /
 
Csak annyi kell még hozzá, hogy ennek a zajnak a spektruma ne tartalmazzon hallható sávba eső összetevőket*, és akkor nem ront a jel/zaj viszonyon sem, sőt az amplitúdója ekkor lehet 1 bitnél, ill. 1 lépcsőnél jóval nagyobb is.

*sőt célszerűen olyan összetevőket sem tartalmazhat, ami a mintavételezési frekvenciával kombinálva esne a hallható sávba. Azaz nem sima fehérzaj kell, hanem megfelelően sávhatárolt, és az adott feladatra optimális zaj.
(#) tki válasza Skori hozzászólására (») 11:57 /
 
Igen, és az előbb elfelejtettem azt a kevésbé hatékony, de működő esetet is, amikor elég zaj van a bemeneten ahhoz, hogy ne kelljen külön hozzáadni. De én inkább rádióvevőkben, mérőműszerekben szoktam gondolkodni, nem hangfrekiben, bár nincs túl nagy jelentősége. : -) A kvantumos analógia nem tudom, mennyire lenne precíz.

Az álvéletlenszám-generátorokról jut eszembe, csak érdekesség és nem mai cucc: https://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/m-mat/MT/SFMT/index.html
(#) tothbela válasza tki hozzászólására (») 12:34 /
 
Hogy ne offoljam a témát, próbálok közel maradni a véletlen számokhoz.
Ha egyetlen mintát veszünk ami két állapotot vehet fel, akkor logikai szintekkel felírva 50/50% az esélye, hogy vagy L, vagy H szintet kapunk. Ha már megtörtént az egyetlen minta elemzése ami mondjuk H, akkor 100% valószínűsséggel H lesz, 0% valószínűsséggel L.
Tehát egyetlen minta nem hoz értelmezhető eredményt.
Ha nagyon sok mintát vesszünk, akkor még több, de nem végtelen lehetőséget kapunk, amit ha már rögzítünk, akkor az stabil, befagyasztott eloszlást fog mutatni. Ha a minták megfigyelését nem hagyjuk abba, hanem nagyon sokáig hozzáadjuk a kezdeti mintához, akkor a variációk száma a végtelen felé fog tartani, de elérni azt nem fogja soha. Viszont egyre finomabb lesz az eloszlás.
Itt kicsit kitérnék, hogy megemlítsem az A/D átalakító felbontásával növelésére tett kísérletet.
Talán fizikailag először egy 8 bites zenekari effektet próbáltunk feljavítani. Az ugye nem kedvező, hogy 8 biten a dinamika csak hajszálnyira több mint 40dB. Elég hamar vagy szaturáció, vagy az alacsony felbontás miatti jeltorzulás volt a jelenség. Az elmélet a következő lehetőségekben próbált megvalósulni:
A bemeneti analóg jelhez (még a S&H előtt) hozzáadni egy négyszögjelet, aminek frekvenciája 1/2 mintavételi frekvencia és szinkronban van azzal, nagysága pedig fél lépésköz. Ez 8 bitről 9 bitre növelte a felbontást, a dinamikát pedig 46 dB-re.
Másik variációban nem négyszög, hanem fűrészjel lett hozzáadva, a mintvételi frekvencia negyedével, szintén szinkronizálva.
Harmadik megoldás a szűrőzött zaj volt, ez maradt is.
Sajnos volt egy korlát. Mivel az A/D konverter lépésközei nem voltak tökéletesen egyformák, nem lehetett a végtelenségig növelni a felbontást. Pedig a mintavételi frekvenciában még volt tartalék. Egy bites szigma/delta átalakítóval talán lett volna még lehetőség.
Nos eme kitérőt azért említettem, mert a véletlen szám generálás is beleütközhet olyan hibába, ami meghiúsítja az egyenletes eloszlású spektrumkép létrehozását, ezzel az olyan kísérlet, mint a gondolat ráhatása egy véletlen esemény kimenetelére, értelmét veszti.
De lehet, hogy csak további finomításra van szükség.
Hozzáteszem, hogy alacsonyabb felbontású és primitívebb véletlen (álvéletlen) szám generátor használata adhat olyan téves eredményeket, hogy azt hihetjük, hatással vagyunk a véletlen esemény kimenetelére.
Erre tudok példát mondani.
Több mint 40 éve a helyi bisztró előcsarnokába betelepítettek néhány elektronikus rulett pénznyelő automatát. Az egyiken felfedezni véltem valami szisztematikus viselkedést. Elhatároztam, hogy eljátszok rajta 200 Forintot, de szigorúan csak egy napig. Azóta sem nyúltam soha ilyen gépekhez, mert nem egyeztethető az elveimmel.
Egy mintázat mindig ismétlődött, ezért nem tudtam eljátszani a 200 Forintomat, mert elég hamar megérkezett a sorozat, aminek következtében a (talán 2Ft-os) tétet fel tudtam tornászni 256Ft-ra. Ezt viszont a nagyok mindig meg vették tőlem, aztán vagy duplázták, vagy bukták.
Úgy gondolom, nem beépített sorozatok voltak csak az egyszerű elektronikai miatt történt mindez.
A hozzászólás módosítva: 12:36
(#) Skori válasza tothbela hozzászólására (») 13:48 /
 
Adott egy 1 bites átalakító, ami tulajdonképpen egy komparátor. A bemeneti jelhez hozzáadunk egy fűrészjelet, és a fűrész felfutása közben veszünk egy csomó mintát. Kapunk egy marék nulla bitet, majd amikor a fűrészjel+bemenet átlépi a komparátor küszöbét, akkor egy másik maréknyi 1-est. Ha elég sok mintát vettünk, és a 0/1 arányt számmá alakítjuk, akkor a végén 1bitnél sokkal nagyobb felbontást kaphatunk. Ez nyilván nem csak 1 biten, és nem csak fűrészjellel működik, hanem szinte bármilyen (de a bementnél gyorsabban változó) jellel, és az adatok feldolgozását ennek a jelnek megfelelően kell elvégezni. (tehát lehetne akár szinuszjel, vagy háromszögjel is hozzáadva, de természetresen zaj is). A hozzáadott jelet persze jól (a feladatnak megfelelően) kell megválasztani, a lineárisan változó jelek (háromszög, fűrész), és a zaj az, ami rel. könnyen (pl. egyszerű átlagolással) feldolgozható.
Sok esetben az A/D konverter saját zaja is jóval nagyobb mint egy lépcső, ezért egyszerű túlmintavételezéssel + átlagolással is növelhető a felbontás. Sanszos, hogy pl. némelyik 10...12 bites szkóp is valójában csak 8 bites, és ezért szerepel a specifikációjában, hogy a 12 bitet csak kisebb mintavételi sebességek mellett tudja.
(#) mats válasza Skori hozzászólására (») 18:55 /
 
Szia Skori!
15 éve várok itt a HE-n konkrétan erre a kutatási irányra, amire most ráálltál...
"Tehát ha van bármiféle ráhatás, attól még a véletlen - az véletlen marad".
Ha van, ill. lesz a "bitek" (a 8 db. párhuzamos TRNG bit) között ráhatás, az mindenképpen csökkenti az entrópiát, azaz a TRNG minőségét.
Te a 8 bitet a random mintaszám / sebesség 8-szorozása miatt csinálod vagy csak a bitek egymásra hatását akarod vizsgálni?
(#) Skori válasza mats hozzászólására (») 19:36 /
 
Ennél a projektnél nem törekedtem arra, hogy minél jobban 50% legyen a 0/1 bitek valószínűsége, pontosan azért mert inkább az egymásra hatás érdekel. Az 5 évvel ezelőtti kísérletemből kiderült, hogy 1db generátor esetében, önmagában a valószínűségre nem tudok ráhatni, szépen hozza a matematikai alapokat.
Tehát szerintem, ha van alapja a korábbi, mások által végzett kutatásoknak, akkor az önmagukban teljesen véletlenszerűen futó generátorok közötti, pillanatnyi szinkronizálódásokat kell figyelni. Ezek vagy ilyenek biztos, hogy spontán is lesznek, a kérdés az, hogy ezek mértékében mekkora kilengés mutatható ki.

Mivel a nyers adatokat egy MCU kapja, így szoftvertől függően megvan (ill. csak lesz) a lehetőség, akár a tervezettől eltérő módon felhasználni a biteket. Pl. ha jön egy újabb ötlet, vagy olyan tapasztalat menet közben, ami más irányba viheti kísérletet - akkor lehet, hogy csak a szoftvert kell átírni ill. az adott feladatra "kihegyezni".

Hosszabb távon tervezem azt is, hogy az interneten online, és (közel) realtime módon megjelenítek a TRNG hardverből kapott adatokat, így bárki élőben kipróbálhatja majd (sőt akár csoportok is, nem csak egy-egy személy), hogy képesek-e ráhatni a megjelenő adatokra!

Határidők természetesen nincsenek, ez egyelőre továbbra is egy hobbi kutatás...
A hozzászólás módosítva: 19:39
(#) Skori válasza mats hozzászólására (») 19:43 /
 
Manapság vannak olyan MCU-k, amelyekben van TRNG modul, de ezek nyilván közös lapkán vannak. Ebben a projektemben valamennyire fizikailag elkülönülnek a zajforrások, igaz közös panelen vannak, de a panel alja szinte teljesen GND rézfelület, és a felső nem használt részek is.
Persze nyilván lehetne ezt jobban, precizebben, de kezdetnek most ez is jó lesz szerintem.
(#) mats válasza Skori hozzászólására (») 20:24 /
 
Ígérem, türelmes leszek, így 15 év után.
Érdekes az a határterület, amerre el akarsz kalandozni, én picit földhözragadtabb vagyok, de sok mindent megosztasz a tudásodból, szerintem a morzsáidból is tudok majd építkezni. Az utolsó felvetésedre: ha megosztod a netemn (MAJDNEM realtime) az adatokat, akkor az már EGY MÉRÉS a kvantumfizikai rendszerben, tehát a végeredmény már kész, megmért tény, azaz biztosn nem játszik a szuperpozíció.
(#) mats válasza Skori hozzászólására (») 20:28 /
 
Vagy arra gondolsz, hogy ha erősen ráhatunk, hogy pl. csupa 0 legyen (és így felboruljon az 50-50%-os egyensúly, akkor kisvártatva elkezd úgy működni a TRNG-d, amit aztán látunk is a net-en majdnem realtime? Elég vadul hangzik...
(#) sany válasza Skori hozzászólására (») 20:28 /
 
Természetesen, amit csinálsz, művelsz, nem hasonlítható össze, egy LED villogásával.
Sok sikert a munkádhoz.
(#) Skori válasza mats hozzászólására (») 20:30 /
 
Nem csak akkor az, ha valaki hamarabb megnézi ezeket az adatokat, mint ahogy a weblapon megjelenik. Nagyjából 1...2 másodperc késés megvalósíthatónak tűnik egyszerű módszerekkel, de nem akarok ennyire előreszaladni. Ha - tegyük fel - valakinek van olyan adottsága, hogy átlag feletti a ráhatási képessége, akkor ennyi időn belül észre tudja majd venni... Ennek az lenne az értelme, hogy a közel azonnali visszajelzés adhat egyfajta pozitív visszacsatolást, amitől egy ráhatásra képes egyén, (vagy csoport) gyorsan felfejlesztheti ez a képességét. Persze tisztában vagyok vele, hogy ennek nagyon kicsi az esélye.
A hozzászólás módosítva: 20:32
(#) mats válasza Skori hozzászólására (») 20:39 /
 
A veletleg_gen.png-s kommentedben azt írtad, hogy mindhárom kimeneten ugyanazt lehet hallani. Egyszer én is kísérleteztem valamivel. Arra voltam nagyon kiváncsi, az emberi agy mit tud kezdeni azzal, ha mindkét fülre kap egy-egy FÜGGETLEN fehérzajt. Szóval építettem 2 db. fehérzaj generátort. Azt gondoltam valami frenetikus hatás lesz, de óriási csalódás lett a dologból, teljesen monónak hallottam a dolgot, az agy totálisan semmit nem vett észre abból, hogy a két jel független.
(#) Skori válasza mats hozzászólására (») 20:45 /
 
Magyarán semmiféle hang-irányt nem érzékeltél? Lehet, hogy előkotrom ezt a régi cuccot és meghallgatom sztereóban, itt a 2. kimenet egy fél periódusnyit késik az 1. kimenethez képest, ugyanakkor a félperiódus idő is véletlenszerű. Olyan kísérletet is végeztem, hogy többfokozatú osztóra vezettem a zajt, és még itt sem hallottam különbséget. Ezt akkor pozitívumnak vettem, azaz elég szélessávú a zaj ahhoz, hogy kiragadva egy-egy hallható tartományt - azok fülre kb. egyformák.

Belegondolva: egyértelmű irányt csak valamiféle szinkron esetén hallhatunk, egyéb esetben csak pillanatnyi irány van, ami szintén folyamatosan változik.
A hozzászólás módosítva: 20:46
(#) mats válasza Skori hozzászólására (») 20:54 /
 
"Magyarán semmiféle hang-irányt nem érzékeltél?" Pontosan. Középről hallottam ugyanazt! Az agyműködéssel kapcsolatos ZÉRÓ tudásommal arra jutottam, hogy az agy a térhallásnál ugyanazon hang fáziseltolódását használhatja, ami ugye teljesen sztochasztikus és független jeleknél nem is értelmezhető. Szóval a fél vagy akármennyi periódusidős eltolással szerintem jó helyen kapisgálsz. Fejhallgatóval kísérletezz, ezerszer több mindent hallasz, mint pl. hangszórókkal.
Következő: »»   3 / 3
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
XDT.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem