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最快量子隨機數(shù)生成器面世
2025-05-30 13:02:24   來源:科技日報

由沙特阿卜杜拉國王科技大學與阿卜杜勒·阿齊茲國王科技城科學家聯(lián)合主導的研究團隊,研發(fā)出迄今基于國際基準最快的量子隨機數(shù)生成器(QRNG),其隨機數(shù)生成速度超其他QRNG近千倍。這一突破將為醫(yī)療、金融、國防等依賴高等級數(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《光學快報》雜志。

研究團隊表示,現(xiàn)有大多數(shù)隨機數(shù)生成器都是“偽隨機數(shù)生成器”,雖表面呈現(xiàn)隨機性,實則存在可破解的數(shù)學規(guī)律,成為潛在的安全漏洞。而QRNG則利用量子力學固有的不可預測特性來生成隨機數(shù),從根本上杜絕了被逆向推導的可能。

然而,現(xiàn)有QRNG長期受限于兩大瓶頸問題:一是生成隨機數(shù)速率低下,二是依賴笨重的單光子探測系統(tǒng)。為攻克這些難題,研究團隊在硬件架構(gòu)與算法處理上實現(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,創(chuàng)下每秒9.375吉比特的驚人生成速率,并通過了美國國家標準與技術(shù)研究院的隨機性認證。

值得注意的是,隨后開展的一系列測試表明,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。

研究團隊強調(diào),這種微型LED兼具緊湊體積、表面發(fā)射特性和可擴展優(yōu)勢,為開發(fā)集成化量子隨機數(shù)生成芯片奠定了堅實基礎(chǔ)。未來,郵票大小的設(shè)備或?qū)崿F(xiàn)超高速隨機數(shù)生成,為數(shù)據(jù)安全構(gòu)筑銅墻鐵壁。


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