Магнитные нановихри помогли ученым создать истинно случайные числа

Магнитные нановихри помогли ученым создать истинно случайные числа

Магнитные нановихри помогли ученым создать истинно случайные числа

В университете Брауна, США, разработали новый метод генерации случайных чисел на основе скирмионов — крохотных магнитных вихрей, возникающих в некоторых тонкопленочных материалах. Быстродействие при этом может достигать 10 млн чисел в секунду, а выход получается абсолютно случайным, что важно для криптозащиты данных.

Большинство современных генераторов случайных чисел (ГСЧ) на самом деле таковыми не являются, так как они не способны обеспечить истинно произвольный результат. Во многих случаях такой псевдослучайности вполне достаточно, но при использовании ГСЧ для защиты данных желательно, чтобы возможность угадать выход была полностью исключена.

В поисках способов генерации истинно случайных чисел исследователи часто обращаются к свойствам самих материалов, на основе которых можно создать подобные устройства. Возможность использования скирмионов с этой целью рассматривали неоднократно, но авторы таких работ в основном изучали совокупное движение скирмионов в магнитном слое.

Эти вихревые структуры размером меньше 1 микрона формируются в тонкой пленке при повороте спина электронов под внешним воздействием — например, в магнитном поле. Они очень устойчивы и ведут себя как элементарные частицы, хаотически двигаясь внутри двумерного материала.

Как оказалось, эффект можно еще больше повысить, если использовать изменение размера (диаметра) скирмионов. Эти флуктуации произвольны, когда квазичастица не участвует в общем движении.

Чтобы в этом удостовериться, университетские исследователи создали магнитные тонкие пленки с намеренно привнесенными небольшими дефектами. Когда возникали новые вихри, эти ловушки помогали удерживать их на месте.

Измерения проводились с использованием аномального эффекта Холла. Изменения напряжения переводились в цифру и позволили получить искомую произвольную последовательность.

По оценке исследователей, при оптимальном распределении дефектов в кристаллической решетке скорость генерации случайных чисел может составить 10 млн/с. Результаты, полученные в Брауновском университете, опубликованы в журнале Nature Communications.

Торвальдс подтвердил: Linux Kernel 7.0 почти готов и ускорит игры

Релизы ядра Linux долгое время интересовали в основном серверных администраторов и энтузиастов. Но с ростом популярности Steam Deck, SteamOS и игровых компьютеров на Linux ситуация меняется. И грядущий Linux Kernel 7.0 как раз из тех обновлений, на которые стоит обратить внимание не только серверщикам.

Как сообщает Phoronix, новая версия ядра принесёт целый набор улучшений производительности.

Большая часть изменений по-прежнему ориентирована на серверные нагрузки, но есть и новшества, которые потенциально улучшат отзывчивость системы и игровой опыт.

Самой интересной функцией называют TIP Time Slice Extension. Она позволяет приложению временно попросить у планировщика ядра немного дополнительного процессорного времени, если в данный момент выполняется критически важная задача.

Проще говоря, если игра или аудиоприложение понимает, что его вот-вот «прервут» в самый неподходящий момент, оно может вежливо попросить: «подожди секунду, я почти закончил». В теории это должно привести к более плавной работе тяжёлых приложений, снижению фризов и, возможно, к улучшению 1% low FPS в играх. Практику, правда, покажут только реальные тесты.

Ещё одно важное изменение — новый механизм управления памятью под названием sheaves. Формально он рассчитан на серверы, но может быть полезен и на десктопах.

Многие ресурсоёмкие приложения и игры постоянно выделяют и освобождают память, что иногда приводит к скачкам задержек при высокой нагрузке на CPU. Оптимизации sheaves потенциально помогут сгладить такие пики и сделать поведение системы более стабильным.

Для серверных сценариев в Linux Kernel 7.0 тоже много интересного:

  • Open Tree Namespace ускоряет создание контейнеров в Docker, Kubernetes и микросервисах;
  • улучшения в IO_uring и zero-copy networking снижают нагрузку на CPU при высоких скоростях сети (10 Гбит/с и выше);
  • дополнительная настройка планировщика помогает веб- и базам данных ровнее переживать пиковые нагрузки.

Если всё пойдёт по плану, Ubuntu 26 LTS может получить новое ядро уже в апреле. Примерно в те же сроки ожидается Fedora 44.

Ну и да — в Linux Kernel 7.0 наконец-то можно будет менять логотип Tux при загрузке. Мелочь, а приятно.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru