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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)18.8Gbps迄今最快的實(shí)時(shí)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器
來源:央視新聞
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作者:雋思半導(dǎo)體設(shè)備部
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發(fā)布時(shí)間: 2021-07-05
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近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)，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)18.8Gbps迄今最快的實(shí)時(shí)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，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)》。
隨機(jī)數(shù)是一種重要的基礎(chǔ)資源，在信息安全、密碼學(xué)、科學(xué)仿真等眾多領(lǐng)域以及日常生產(chǎn)生活中都有著廣泛的應(yīng)用需求。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。
長期以來，科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)用化量子隨機(jī)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(shí)鐘參考的單光子到達(dá)時(shí)間測(cè)量方案，實(shí)現(xiàn)速率達(dá)100Mbps的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器；2015年實(shí)現(xiàn)了基于激光相位波動(dòng)的高速量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案；2016年研制了實(shí)時(shí)速率達(dá)3.2Gbps的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。
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，科研團(tuán)隊(duì)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)合作，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)。
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