Какие существуют способы генерации случайных чисел для научных исследований?

Для генерации случайных чисел в научных исследованиях используют разные способы, которые можно разделить на три группы: физические, табличные и алгоритмические. cyberleninka.ru

Физические генераторы используют случайные явления, на основе которых создаются последовательности чисел. cyberleninka.ru Некоторые из них:

• Квантовый генератор на базе фотонного шума. habr.com Метод базируется на квантовой неопределённости. habr.com Для него достаточно светодиода и фотодетектора, которые регистрируют случайные фотоны. habr.com
• Физические генераторы на основе хаотических процессов. istina.msu.ru Например, мониторинг электрических шумов тока в резисторе. istina.msu.ru
• Генераторы, использующие различные физические процессы. istina.msu.ru К ним относятся радиоактивный распад, шумы аналоговых сетей, космическое излучение, фотоэлектрический эффект и другие квантовые явления. istina.msu.ru

Табличные генераторы используют заранее созданные таблицы, значения в которых независимы друг от друга. cyberleninka.ru Такой генератор позволяет получать равномерно распределённые случайные числа от 0 до 1 с нужным числом знаков после запятой. cyberleninka.ru Однако объём значений в таблицах небольшой, поэтому такой генератор не подходит для задач, где важен большой объём случайных чисел. cyberleninka.ru

Алгоритмические генераторы используют методы, в которых последующее число зависит от предыдущего. cyberleninka.ru Последовательности из таких чисел называются псевдослучайными. cyberleninka.ru Алгоритмические генераторы не требуют дополнительного оборудования и используются для решения практических задач, в частности для реализации алгоритмов машинного обучения и вычислительного интеллекта. cyberleninka.ru Некоторые из них:

• Линейно-конгруэтный метод. cyberleninka.ru Основан на использовании остатка от деления взаимно простых чисел. cyberleninka.ru
• Генераторы, основанные на методе сдвигового регистра. cyberleninka.ru Используют битовые последовательности, заполненные нулями и единицами, которые после сдвигают влево или вправо на определённое число разрядов, заполняя при этом пустые биты нулями. cyberleninka.ru
• «Вихрь Мерсенна». cyberleninka.ru ru.wikipedia.org Особенностью генератора является большее число действий, через которые необходимо пройти начальной последовательности, чтобы на выходе получить конечный результат. cyberleninka.ru Это делает генератор более непредсказуемым, как и генерируемые им числа. cyberleninka.ru