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2018-09-20 20:40 |
我國在國際上首次實(shí)現(xiàn)器件無關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)
從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉院士及其同事與中科院上海微系統(tǒng)所等合作，在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)器件無關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)。相關(guān)研究成果于北京時(shí)間9月20日凌晨在線發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。 5{M$m&$1
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隨機(jī)數(shù)在科學(xué)研究和日常生活中都有著重要的應(yīng)用：如在通信安全和現(xiàn)代密碼學(xué)等領(lǐng)域，就需要第三方完全不知道的隨機(jī)數(shù)作為安全性的基礎(chǔ)。以往通常有兩類獲取隨機(jī)數(shù)的途徑：基于軟件算法實(shí)現(xiàn)或基于經(jīng)典熱噪聲實(shí)現(xiàn)。但這類隨機(jī)數(shù)本質(zhì)上是確定性的，并不真正隨機(jī)。 +PHuQ
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量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)從根本上改變了這一局面，因?yàn)槠浠疚锢磉^程具有經(jīng)典物理中所不具有的內(nèi)稟隨機(jī)性，從而可以制造出真正的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器。這類隨機(jī)數(shù)發(fā)生器被認(rèn)為是安全性最高的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生裝置，即使采用惡意第三方制造的組件，或者竊聽者擁有計(jì)算能力最強(qiáng)的量子計(jì)算機(jī)，也無法預(yù)測(cè)或獲知它所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)。 El3Ayd3
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實(shí)現(xiàn)器件無關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器在實(shí)驗(yàn)上具有極高的技術(shù)挑戰(zhàn)。潘建偉研究組在此前系列貝爾實(shí)驗(yàn)中發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)上，經(jīng)過三年多的努力發(fā)展了高性能糾纏光源，首先優(yōu)化了糾纏光子收集、傳輸、調(diào)制等效率，并采用中科院上海微系統(tǒng)所開發(fā)的高效率超導(dǎo)單光子探測(cè)器件，實(shí)現(xiàn)了高性能糾纏光源的高效探測(cè)。通過設(shè)計(jì)快速調(diào)制并進(jìn)行合適的空間分隔設(shè)計(jì)，滿足了器件無關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生裝置所需的類空間隔要求。最終，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了器件無關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器。 >
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這項(xiàng)突破性成果將在數(shù)值模擬和密碼學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，有望形成新的隨機(jī)數(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)。
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