7 月 3 日訊息 從中國科大獲悉，近日，中國科大教授潘建偉、張軍等聯合浙江大學儲濤教授研究組，通過研製矽基光子整合晶片和優化實時後處理，實現了速率達 18.8 Gbps 迄今最快的實時量子隨機數發生器。

與偽隨機數發生器和其他物理隨機數發生器不同，量子隨機數發生器是基於量子物理原理產生真隨機數的系統，具有不可預測性、不可重複性和無偏性等特徵，是量子通訊系統中的關鍵核心器件。

據介紹，對於實用化量子隨機數發生器，實時生成速率和整合度是核心指標。然而，上述量子隨機數產生方案難以實現高度整合。為此，潘建偉、張軍等進一步發展了基於真空態漲落的高速量子隨機數產生方案並完成相關實驗驗證，同時與浙江大學儲濤等合作，針對該方案通過多次迭代製備了相應的矽光晶片，並採用混合整合技術將矽光晶片、InGaAs 平衡探測器以及跨阻放大器（TIA）封裝在尺寸為 15.6mm×18mm 的晶片內。

與此同時，通過進一步優化 FPGA 實時後處理演算法和硬體實現，從而在實現高整合度的同時大大提升了量子隨機數發生器的實時生成速率。經傳輸測試，該量子隨機數發生器系統的最終實時速率達到創世界紀錄的 18.8Gbps。上述研究成果為開發低成本商用量子隨機數發生器單晶片奠定了堅實的技術基礎。

▲實時量子隨機數系統原理示意圖 | 圖源：中國科大

瞭解到，相關研究成果以“封面論文”的形式發表於《應用物理快報》。

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