最快量子隨機(jī)數(shù)生成器面世

原標(biāo)題：最快量子隨機(jī)數(shù)生成器面世

基于微型LED的量子隨機(jī)數(shù)生成器提供了破紀(jì)錄的隨機(jī)數(shù)生成速度（示意圖）。圖片來源：沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)

由沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)與阿卜杜勒·阿齊茲國(guó)王科技城科學(xué)家聯(lián)合主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出迄今基于國(guó)際基準(zhǔn)最快的量子隨機(jī)數(shù)生成器（QRNG），其隨機(jī)數(shù)生成速度超其他QRNG近千倍。這一突破將為醫(yī)療、金融、國(guó)防等依賴高等級(jí)數(shù)據(jù)安全的領(lǐng)域帶來革命性變革。相關(guān)研究成果發(fā)表于新一期《光學(xué)快報(bào)》雜志。

研究團(tuán)隊(duì)表示，現(xiàn)有大多數(shù)隨機(jī)數(shù)生成器都是“偽隨機(jī)數(shù)生成器”，雖表面呈現(xiàn)隨機(jī)性，實(shí)則存在可破解的數(shù)學(xué)規(guī)律，成為潛在的安全漏洞。而QRNG則利用量子力學(xué)固有的不可預(yù)測(cè)特性來生成隨機(jī)數(shù)，從根本上杜絕了被逆向推導(dǎo)的可能。

然而，現(xiàn)有QRNG長(zhǎng)期受限于兩大瓶頸問題：一是生成隨機(jī)數(shù)速率低下，二是依賴笨重的單光子探測(cè)系統(tǒng)。為攻克這些難題，研究團(tuán)隊(duì)在硬件架構(gòu)與算法處理上實(shí)現(xiàn)雙重創(chuàng)新：采用5微米×5微米的微型發(fā)光二極管（LED）作為核心元件，在顯著降低能耗的同時(shí)，創(chuàng)下每秒9.375吉比特的驚人生成速率，并通過了美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的隨機(jī)性認(rèn)證。

值得注意的是，隨后開展的一系列測(cè)試表明，不同尺寸的微型LED均能穩(wěn)定保持卓越性能，印證了該技術(shù)的可靠性。

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，這種微型LED兼具緊湊體積、表面發(fā)射特性和可擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)，為開發(fā)集成化量子隨機(jī)數(shù)生成芯片奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未來，郵票大小的設(shè)備或?qū)?shí)現(xiàn)超高速隨機(jī)數(shù)生成，為數(shù)據(jù)安全構(gòu)筑銅墻鐵壁。（記者劉霞）