IT之家 7 月 3 日消息 從中國(guó)科大獲悉，近日，中國(guó)科大教授潘建偉、張軍等聯(lián)合浙江大學(xué)儲(chǔ)濤教授研究組，通過研制硅基光子集成芯片和優(yōu)化實(shí)時(shí)后處理，實(shí)現(xiàn)了速率達(dá) 18.8 Gbps 迄今最快的實(shí)時(shí)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和其他物理隨機(jī)數(shù)發(fā)生器不同，量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是基于量子物理原理產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)的系統(tǒng)，具有不可預(yù)測(cè)性、不可重復(fù)性和無偏性等特征，是量子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心器件。
據(jù)介紹，對(duì)于實(shí)用化量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，實(shí)時(shí)生成速率和集成度是核心指標(biāo)。然而，上述量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案難以實(shí)現(xiàn)高度集成。為此，潘建偉、張軍等進(jìn)一步發(fā)展了基于真空態(tài)漲落的高速量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案并完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)與浙江大學(xué)儲(chǔ)濤等合作，針對(duì)該方案通過多次迭代制備了相應(yīng)的硅光芯片，并采用混合集成技術(shù)將硅光芯片、InGaAs 平衡探測(cè)器以及跨阻放大器（TIA）封裝在尺寸為 15.6mm×18mm 的芯片內(nèi)。
與此同時(shí)，通過進(jìn)一步優(yōu)化 FPGA 實(shí)時(shí)后處理算法和硬件實(shí)現(xiàn)，從而在實(shí)現(xiàn)高集成度的同時(shí)大大提升了量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實(shí)時(shí)生成速率。經(jīng)傳輸測(cè)試，該量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器系統(tǒng)的最終實(shí)時(shí)速率達(dá)到創(chuàng)世界紀(jì)錄的 18.8Gbps。上述研究成果為開發(fā)低成本商用量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器單芯片奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
▲實(shí)時(shí)量子隨機(jī)數(shù)系統(tǒng)原理示意圖 | 圖源：中國(guó)科大
IT之家了解到，相關(guān)研究成果以“封面論文”的形式發(fā)表于《應(yīng)用物理快報(bào)》。
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