【科技】中国科大研制成功世界上最快的量子随机数发生器

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最近，中国科技大学潘建伟、张军等与英国牛津大学同事合作，实验实现了68 gbps的高速量子随机数发生器，相关论文为仪器行业权威期刊《科学仪器评论》[ REV.SCI.Instrum.86，066 美国著名的科技评论杂志mit technology review以世界上最快的量子随机数发生器诞生在中国( world&lsquo； 以sfastestquantumrandomnumbergeneratorunveiledinchina )为主题对这项事业进行了报道。 这一成果为未来超高速量子密码系统的量子随机数诉求提供了可行的处理方案。

随机数发生器是用于生成随机数序列的器件，真正的随机数一般基于物理系统，具有不可预测性、不可再现性、无偏差等特征。 量子随机数发生器是基于量子物理原理和量子效应产生真正随机数的系统，在实用化量子密码系统等对随机性质量和安全性要求较高的行业有重要的应用。 比特率是量化随机数发生器最重要的指标。 早期的量子随机数发生器利用单光子路径选择方式，比特率仅为4 mbps。 为了得到高比特率的量子随机数，近年来科学家们提出了各种各样的提案，如单光子到达时间测量方式可以将比特率提高到100 mbps级，加拿大多伦多大学lo集团实现6 gbps的量子随机数发生器系统等。

现在，将量子通信行业实用化的重要目标之一是将量子密码系统的业务频率提高到10 ghz级，这样的系统需要50 gbps以上的量子随机数，对单光子脉冲进行调制编码。 因此，潘建伟集团迅速发展了基于激光相位变动的超高速量子随机数产生技术，利用功率实时反馈等手段实现了无需温控的高稳定性干涉仪，将半导体激光器中自发发射光子的量子相位变动新闻变为强度新闻 然后，该组系统地优化了激光器的工作电流，最大化了量子相位变动的贡献和经典噪声的贡献比例。 通过最小熵模型明确原始数据中量子随机数比例的下限进行精制后，最终输出的量子随机数比特率为68 gbps，与迄今为止的最快速率相比提高了1位。

上述研究得到科技部、基金委员会、中国科学院和教育部的资助。