潘建偉團(tuán)隊聯(lián)合浙大實現(xiàn)迄今最快的實時量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊聯(lián)合浙江大學(xué)，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)18.8Gbps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》。

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。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，科研團(tuán)隊在實用化量子隨機(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。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)100Mbps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)3.2Gbps的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

對于實用化量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，實時生成速率和集成度是核心指標(biāo)。然而，上述量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案難以實現(xiàn)高度集成。為此，科研團(tuán)隊進(jìn)一步發(fā)展了基于真空態(tài)漲落的高速量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案并完成相關(guān)實驗驗證。

同時與浙江大學(xué)合作，在實現(xiàn)高集成度的同時大大提升了量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實時生成速率。經(jīng)傳輸測試，該量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器系統(tǒng)的最終實時速率達(dá)到創(chuàng)世界紀(jì)錄的18.8Gbps。上述研究成果為開發(fā)低成本商用量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器單芯片奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

來源：央視新聞客戶端

編輯：jq