最快量子隨機數生成器面世

科技日報北京5月28日電 （記者劉霞）由沙特阿卜杜拉國王科技大學與阿卜杜勒·阿齊茲國王科技城科學家聯合主導的研究團隊，研發出迄今基於國際基準最快的量子隨機數生成器（QRNG），其隨機數生成速度超其他QRNG近千倍。這一突破將為醫療、金融、國防等依賴高等級數據安全的領域帶來革命性變革。相關研究成果發表於新一期《光學快報》雜誌。

研究團隊表示，現有大多數隨機數生成器都是“偽隨機數生成器”，雖表面呈現隨機性，實則存在可破解的數學規律，成為潛在的安全漏洞。而QRNG則利用量子力學固有的不可預測特性來生成隨機數，從根本上杜絕了被逆向推導的可能。

然而，現有QRNG長期受限於兩大瓶頸問題：一是生成隨機數速率低下，二是依賴笨重的單光子探測系統。為攻克這些難題，研究團隊在硬件架構與算法處理上實現雙重創新：採用5微米×5微米的微型發光二極管（LED）作為核心元件，在顯著降低能耗的同時，創下每秒9.375吉比特的驚人生成速率，並通過了美國國家標準與技術研究院的隨機性認證。

值得注意的是，隨後開展的一系列測試表明，不同尺寸的微型LED均能穩定保持卓越性能，印證了該技術的可靠性。

研究團隊強調，這種微型LED兼具緊湊體積、表面發射特性和可擴展優勢，為開發集成化量子隨機數生成芯片奠定了堅實基礎。未來，郵票大小的設備或將實現超高速隨機數生成，為數據安全構築銅牆鐵壁。