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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18.8Gbps迄今最快的實時量子隨機數(shù)發(fā)生器
來源:央視新聞 | 作者:雋思半導體設備部 | 發(fā)布時間: 2021-07-05 | 3334 次瀏覽 | 分享到:
近日,中國科學技術大學潘建偉院士團隊聯(lián)合浙江大學,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18.8Gbps迄今最快的實時量子隨機數(shù)發(fā)生器,相關研究成果以“封面論文”的形式發(fā)表于《應用物理快報》。
近日,中國科學技術大學潘建偉院士團隊聯(lián)合浙江大學,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18.8Gbps迄今最快的實時量子隨機數(shù)發(fā)生器,相關研究成果以“封面論文”的形式發(fā)表于《應用物理快報》。


  隨機數(shù)是一種重要的基礎資源,在信息安全、密碼學、科學仿真等眾多領域以及日常生產(chǎn)生活中都有著廣泛的應用需求。量子隨機數(shù)發(fā)生器是基于量子物理原理產(chǎn)生真隨機數(shù)的系統(tǒng),具有不可預測性、不可重復性和無偏性等特征,是量子通信系統(tǒng)中的關鍵核心器件。


  長期以來,科研團隊在實用化量子隨機數(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時間測量方案,實現(xiàn)速率達100Mbps的量子隨機數(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數(shù)產(chǎn)生方案;2016年研制了實時速率達3.2Gbps的量子隨機數(shù)發(fā)生器。


  對于實用化量子隨機數(shù)發(fā)生器,實時生成速率和集成度是核心指標。然而,上述量子隨機數(shù)產(chǎn)生方案難以實現(xiàn)高度集成。為此,科研團隊進一步發(fā)展了基于真空態(tài)漲落的高速量子隨機數(shù)產(chǎn)生方案并完成相關實驗驗證,同時與浙江大學合作,在實現(xiàn)高集成度的同時大大提升了量子隨機數(shù)發(fā)生器的實時生成速率。經(jīng)傳輸測試,該量子隨機數(shù)發(fā)生器系統(tǒng)的最終實時速率達到創(chuàng)世界紀錄的18.8Gbps。上述研究成果為開發(fā)低成本商用量子隨機數(shù)發(fā)生器單芯片奠定了堅實的技術基礎。