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近年來,我國在量子計(jì)算、量子通信領(lǐng)域不斷取得重大突破,尤其是在國寶級科學(xué)家潘建偉院士的帶領(lǐng)下,量子通信更是走在了世界前列。 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)了迄今最快的實(shí)時(shí)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,速率高達(dá)18.8Gbps。 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)測性、不可重復(fù)性、無偏性等特征,是量子通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心器件。 2014年,我國科研團(tuán)隊(duì)首次提出基于外部時(shí)鐘參考的單光子到達(dá)時(shí)間測量方案,量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器速率達(dá)100Mbps。 2015年,我國實(shí)現(xiàn)基于激光相位波動的高速量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案,2016年又研制了實(shí)時(shí)速率達(dá)3.2Gbps的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。 不過,之前的量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案存在難以高度集成的缺點(diǎn)。 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,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,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)。 上述研究成果已經(jīng)以“封面論文”的形式,發(fā)表于《應(yīng)用物理快報(bào)》。 |
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