科技日報記者 劉霞
由沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)與阿卜杜勒·阿齊茲國王科技城科學(xué)家聯(lián)合主導(dǎo)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(xué)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(xué)規(guī)律，成為潛在的安全漏洞。而QRNG則利用量子力學(xué)固有的不可預(yù)測特性來生成隨機數(shù)，從根本上杜絕了被逆向推導(dǎo)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。
