Generování náhodných čísel pomocí magnetických nanostruktur

Abstract

Generování náhodných čísel může být založeno na fyzikálních jevech, v nichž vystupuje pravděpodobnost, na algoritmech, které využívají především složité či jednosměrné matematické funkce, případně na kombinaci obou těchto přístupů. Magnetický vír je základním stavem magnetizace, který vzniká v magnetických mikro- a nanostrukturách vhodného tvaru, rozměrů a materiálu. Vhodnými podmínkami při vzniku tohoto stavu magnetizace lze zajistit, že veličiny, kterými ho lze popsat, mají náhodný charakter. V rámci této práce je představen koncept generátoru skutečně náhodných čísel, který využívá náhodného přepínání stavů magnetického víru. Následně je provedena jeho realizace a experimentální generování náhodných čísel, která byla poté podrobena statistické analýze.Random number generation can be based on physical events with probabilistic character, or on algorithms that use complex or one-way functions, alternatively on both of these approaches. A magnetic vortex is a basic state of magnetization that forms in magnetic micro- and nanostructures of an appropriate shape, dimensions and material. Quantities of the magnetic vortex form randomly if ambient conditions are chosen eligibly. A concept of a true random number generator using a random switching of states of the magnetic vortex is presented in this thesis. This concept is realized and random numbers were experimentally generated and numbers were statistically analysed.