中国科技报 05月29日 03:52
[国 际] 最快量子随机数生成器面世
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沙特科学家团队研发出目前基于国际基准最快的量子随机数生成器(QRNG),其随机数生成速度远超其他QRNG近千倍。该突破利用量子力学固有的不可预测性生成随机数,从根本上杜绝了被逆向推导的可能,为医疗、金融、国防等依赖高等级数据安全的领域带来革命性变革。研究团队采用微型LED作为核心元件,在降低能耗的同时,创下每秒9.375吉比特的惊人生成速率,并通过了美国国家标准与技术研究院的随机性认证。该技术为开发集成化量子随机数生成芯片奠定了基础。

🔬现有随机数生成器多为“伪随机数生成器”,存在可破解的数学规律,构成安全隐患,而量子随机数生成器(QRNG)利用量子力学特性生成真随机数,从根本上避免了被破解的可能性。

💡研究团队采用5微米×5微米的微型发光二极管(LED)作为核心元件,显著降低能耗,并实现了每秒9.375吉比特的随机数生成速率,通过了美国国家标准与技术研究院的随机性认证。

🚀该微型LED具有体积小、表面发射和可扩展性等优点,为未来开发集成化的量子随机数生成芯片奠定了坚实的基础,未来或将实现邮票大小的超高速随机数生成设备。

基于微型LED的量子随机数生成器提供了破纪录的随机数生成速度(示意图)。 图片来源:沙特阿卜杜拉国王科技大学

    科技日报北京5月28日电 (记者刘霞)由沙特阿卜杜拉国王科技大学与阿卜杜勒·阿齐兹国王科技城科学家联合主导的研究团队,研发出迄今基于国际基准最快的量子随机数生成器(QRNG),其随机数生成速度超其他QRNG近千倍。这一突破将为医疗、金融、国防等依赖高等级数据安全的领域带来革命性变革。相关研究成果发表于新一期《光学快报》杂志。

    研究团队表示,现有大多数随机数生成器都是“伪随机数生成器”,虽表面呈现随机性,实则存在可破解的数学规律,成为潜在的安全漏洞。而QRNG则利用量子力学固有的不可预测特性来生成随机数,从根本上杜绝了被逆向推导的可能。

    然而,现有QRNG长期受限于两大瓶颈问题:一是生成随机数速率低下,二是依赖笨重的单光子探测系统。为攻克这些难题,研究团队在硬件架构与算法处理上实现双重创新:采用5微米×5微米的微型发光二极管(LED)作为核心元件,在显著降低能耗的同时,创下每秒9.375吉比特的惊人生成速率,并通过了美国国家标准与技术研究院的随机性认证。

    值得注意的是,随后开展的一系列测试表明,不同尺寸的微型LED均能稳定保持卓越性能,印证了该技术的可靠性。

    研究团队强调,这种微型LED兼具紧凑体积、表面发射特性和可扩展优势,为开发集成化量子随机数生成芯片奠定了坚实基础。未来,邮票大小的设备或将实现超高速随机数生成,为数据安全构筑铜墙铁壁。

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