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cyqdesign

2021-07-03 21:10

我國科研團(tuán)隊通過研制光子芯片實現(xiàn)迄今最快的實時量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器

近日，中國科大教授潘建偉、張軍等聯(lián)合浙江大學(xué)儲濤教授研究組，通過研制硅基光子集成芯片和優(yōu)化實時后處理，實現(xiàn)了速率達(dá)18.8 Gbps迄今最快的實時量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，相關(guān)研究成果以“封面論文”的形式發(fā)表于《應(yīng)用物理快報》[Appl. Phys. Lett. 118, 264001 (2021)]。美國物理聯(lián)合會（AIP）以“量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器實現(xiàn)尺寸和性能新基準(zhǔn)（Quantum Random Number Generator Sets Benchmark for Size, Performance）”為題刊發(fā)新聞稿對該工作進(jìn)行了報道，SciTechDaily、phys.org、Scienceblog、MIT Technology Review等多家科技媒體也進(jìn)行了相關(guān)轉(zhuǎn)載報道。

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隨機(jī)數(shù)是一種重要的基礎(chǔ)資源，在信息安全、密碼學(xué)、科學(xué)仿真、博彩業(yè)等眾多領(lǐng)域以及日常生產(chǎn)生活中都有著廣泛的應(yīng)用需求。與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和其他物理隨機(jī)數(shù)發(fā)生器不同，量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是基于量子物理原理產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)的系統(tǒng)，具有不可預(yù)測性、不可重復(fù)性和無偏性等特征，是量子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心器件。長期以來，潘建偉、張軍等在實用化量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器方向開展了系統(tǒng)性研究并取得了重要成果。例如，2014年首次提出基于外部時鐘參考的單光子到達(dá)時間測量方案，實現(xiàn)速率達(dá)100 Mbps的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器；2015年實現(xiàn)了基于激光相位波動的高速量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案；2016年研制了實時速率達(dá)3.2 Gbps的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。