导读：随机数是一种重要资源，在信息安全、密码学、科学仿真等众多领域都有应用需求，但要人工产生大量真随机数却是个难题。近日，中国科学技术大学教授潘建伟、张军等人联合浙江大学储涛教授研究组，通过研制硅基光子集成芯片和优化处理，实现了速率达18.8Gbps的...
随机数是一种重要资源，在信息安全、密码学、科学仿真等众多领域都有应用需求，但要人工产生大量“真随机数”却是个难题。近日，中国科学技术大学教授潘建伟、张军等人联合浙江大学储涛教授研究组，通过研制硅基光子集成芯片和优化处理，实现了速率达18.8Gbps的世界最快实时量子随机数发生器。
量子随机数发生器示意图（潘建伟团队供图）
随机数在科学研究和日常生活中都有重要应用，比如在信息安全和密码学等领域，需要第三方完全不知道的随机数作为安全性的基矗在游戏和人工智能等领域，需要使用随机数来控制系统的演化。在天气预报、新药研发、新材料设计等领域，也常需要通过数值模拟进行计算，而数值模拟的关键是要有大量随机数的输入。
要人工产生大量“真随机数”并不容易，很多随机数发生器其实是基于确定性的算法，产生的是“伪随机数”。量子力学的出现从根本上改变了这一局面，因为其物理过程具有“内禀随机性”。量子随机数发生器具有不可预测性、不可重复性和无偏性等特征，是量子通信系统中的关键核心器件。
潘建伟、张军等人长期研究实用化量子随机数发生器，并取得了多项世界前沿性成果。近期，他们进一步发展了基于真空态涨落的高速量子随机数产生方案，并完成实验验证。同时，他们与浙江大学储涛等合作，通过多次迭代制备了硅光芯片，并通过进一步优化处理算法和硬件实现，在实现高集成度的同时，大大提升了量子随机数发生器的实时生成速率。
经传输测试，该量子随机数发生器的实时生成速率达到创世界纪录的18.8Gbps，相当于每秒钟产生188亿个随机数。这个研究成果，为开发低成本的商用量子随机数发生器单芯片奠定了技术基矗
日前，国际知名学术期刊《应用物理快报》以“封面论文”的形式发表了这项研究成果。（记者徐海涛）
