-
中国科学家实现世界最快实时量子随机数发生器
据中国科学技术大学7月2日消息,近日,中国科大教授潘建伟、张军等联合浙江大学储涛教授研究组,通过研制硅基光子集成芯片和优化实时后处理,实现了速率达18.8 Gbps迄今最快的实时量子随机数发生器,相关研究成果以“封面论文”的形式发表于《应用物理快报》[Appl. Phys. Lett. 118, 264001 (2021)]。美国物理联合会(AIP)以“量子随机数发生器实现尺寸和性能新基准(Quantum Random Number Generator Sets Benchmark for Size, Performance)”为题刊发新闻稿对该工作进行了报道,SciTechDaily、phys.org、Scienceblog、MIT Technology Review等多家科技媒体也进行了相关转载报道。
期刊封面
随机数是一种重要的基础资源,在信息安全、密码学、科学仿真、博彩业等众多领域以及日常生产生活中都有着广泛的应用需求。与伪随机数发生器和其他物理随机数发生器不同,量子随机数发生器是基于量子物理原理产生真随机数的系统,具有不可预测性、不可重复性和无偏性等特征,是量子通信系统中的关键核心器件。长期以来,潘建伟、张军等在实用化量子随机数发生器方向开展了系统性研究并取得了重要成果。例如,2014年首次提出基于外部时钟参考的单光子到达时间测量方案,实现速率达100 Mbps的量子随机数发生器;2015年实现了基于激光相位波动的高速量子随机数产生方案;2016年研制了实时速率达3.2 Gbps的量子随机数发生器。
对于实用化量子随机数发生器,实时生成速率和集成度是核心指标。然而,上述量子随机数产生方案难以实现高度集成。为此,潘建伟、张军等进一步发展了基于真空态涨落的高速量子随机数产生方案并完成相关实验验证,同时与浙江大学储涛等合作,针对该方案通过多次迭代制备了相应的硅光芯片,并采用混合集成技术将硅光芯片、InGaAs平衡探测器以及跨阻放大器(TIA)封装在尺寸为15.6mm×18mm的芯片内。与此同时,通过进一步优化FPGA实时后处理算法和硬件实现,从而在实现高集成度的同时大大提升了量子随机数发生器的实时生成速率。经传输测试,该量子随机数发生器系统的最终实时速率达到创世界纪录的18.8Gbps。上述研究成果为开发低成本商用量子随机数发生器单芯片奠定了坚实的技术基础。
实时量子随机数系统原理示意图
该研究工作得到了科技部、中科院、自然科学基金委和安徽省等的资助,同时得到了科大国盾量子和中国电科四十四所的技术协助。
- 原标题:中国科学家实现世界最快实时量子随机数发生器
- 责任编辑: 连政 
-
“他看见了”名场面是有意设计吗?焰火设计师回应
2021-07-04 20:20 -
国家网信办:滴滴出行,下架!
2021-07-04 19:52 大公司 -
“天外吃播”汤洪波,“健身一哥”聂海胜
2021-07-04 18:28 -
骄傲!跨越13年的两次出舱对比
2021-07-04 18:16 航空航天 -
中国航天科技集团通报“航天投资董事长张陶酒后打人事件”
2021-07-04 18:16 -
海南自贸港大力揽才,海口人才落户同比增长329%
2021-07-04 17:10 -
比尔·盖茨祝贺中国获得世卫组织认证为无疟疾国家
2021-07-04 16:00 医学 -
杨利伟:神舟十二号航天员表现非常优秀
2021-07-04 15:29 航空航天 -
刘伯明舱外解说逗乐地面工作人员
2021-07-04 15:21 航空安全 -
“最好别再报道我买疫苗的进度了”
2021-07-04 14:44 台湾 -
台湾新增39例确诊、2例死亡病例
2021-07-04 14:32 台湾 -
首次出舱任务完成,刘伯明汤洪波安全返回天和核心舱
2021-07-04 14:16 航空航天 -
日本发生泥石流蔡英文急用日语慰问,翻车了
2021-07-04 12:11 台湾 -
中国乌克兰签署合作协定
2021-07-04 12:04 基建外交 -
中国空间站首次出舱活动,三名航天员怎么分工?
2021-07-04 11:27 航空航天 -
11家非法社会组织网站被关停
2021-07-04 11:07 -
福建连续9日报告自台湾输入确诊病例
2021-07-04 10:38 台湾 -
上半年三峡枢纽通过量达7554.8万吨,创历史新高
2021-07-04 10:36 -
陈延年烈士牺牲94周年,延乔墓前摆满鲜花信件
2021-07-04 10:06 -
中国空间站航天员首次出舱!
2021-07-04 09:51 航空航天
相关推荐 -
护栏被冲破!美国校园两派“开打” 评论 243加沙孩子感谢美国“挺巴”大学生:请继续支持我们! 评论 107李强:大力发展智能网联新能源汽车 评论 90“西方媒体,看清你们了!”拜登“走后门”也没躲过 评论 162“TikTok只是烟雾弹,美情报机构才无时无刻不在…” 评论 156最新闻 Hot
-
护栏被冲破!美国校园两派“开打”
-
美7旬犹太裔总统候选人,也没幸免…
-
国际刑事法院将发逮捕令?“内塔尼亚胡怕了,不停打电话给拜登”
-
韩机构着急:在华韩货价格不如中国,质量不及日本
-
“我仿佛置身战区”
-
“继加沙后,以军还会把我们赶出约旦河西岸”
-
加沙孩子感谢美国“挺巴”大学生:请继续支持我们!
-
“哈马斯代表团将前往开罗,参加停火谈判”
-
“西方媒体,看清你们了!”拜登“走后门”也没躲过
-
马斯克抵京
-
“中国保持主导地位,美国第二”
-
“TikTok只是烟雾弹,美情报机构才无时无刻不在…”
-
言而无信!菲防长不承认了
-
今年首例暴雷!美国又一地区性银行倒闭
-
哈马斯发布人质视频
-
“担心影响经济复苏,德国或不针对中国加大投资审查”
-