是否存在一种算法可以随机生成一个自然数？

在现在的计算机系统中，是无法产生「真」随机数的。这是因为，当前的计算机的各种算法，都是确定性的——输入是某某，则输出必然是p(某某)，是一一对应的关系。

很多人可能会说：不对！我每次打开XX游戏，里面的内容都有差异。其实这种看法是片面的。不同的时候打开程序，本身就是不同的「输入」。因为很多随机算法，都会把系统时间当作随机数种子，作为一个初始条件，然后再输出很多看似随机的序列。

既然「算法」本身，特别是CPU是确定的，那如何去产生真随机数呢？有的读者可能会想到：直接加入一个元件，专门产生真随机数不就可以了吗？确实，很多程序确实就会用硬件来产生随机数。比如Linux系统中，就会收集计算机的温度、电压，来当作随机数种子。

为什么计算机的温度、电压，就可以用来产生真随机数呢？这是因为，温度、电压的浮动，背后是复杂的物理过程。而物理过程，特别是微观层面的物理，包含了非常大的随机成分。比如说温度，有的涨落可能完全就是随机的。更不用说，这些物理现象的背后，实际都包含了量子过程，而很多量子过程，是全然随机的。进而，使用这些数据的随机数生成器，可以看作是真随机的。

而要求更高的，则会使用专门的量子随机数生成器。比如说，可以使用半反射镜，以及单光子，来直接生成随机二进制序列。