Kvantinių atsitiktinių skaičių generuojančių rinkinių dydžio ir našumo kriterijus

Greičiausias pasaulyje realaus laiko kvantinių atsitiktinių skaičių generatorius su integruotu fotonais. Paskola: „Bing“ և Yao heng eng

Esant piršto galiukui, integruota fotonikos mikroschema atsitiktinius skaičius perduoda daugiau nei dvigubai greičiau nei įprasti QRNG.

Atsitiktinai sugeneruoti skaičiai, kaip įprasta kasdien, pvz., Šifravimas ir saugumas, retai būna atsitiktiniai.

Kol kas tik dideli, palyginti lėti kvantinių atsitiktinių skaičių generatoriai (QRNG) gali pasiekti atsitiktinius lygius, lygius pagrindiniams kvantinės fizikos dėsniams, tačiau mokslininkai stengiasi, kad šie įrenginiai būtų greičiau nešiojami.

Viduje Taikomosios fizikos laiškaiAnot „AIP Publishing“, mokslininkai iš Kinijos pateikia greičiausią QRNG iki šiol, kad įrenginiai būtų greitesni ir nešiojami. Įrenginys sujungia moderniausią fotonais integruotą mikroschemą su optimizuotu apdorojimu realiuoju laiku, kad gautų atsitiktinumą iš kvantinės entropijos šaltinio vakuumo būsenose.

„Pastaruoju metu integruota kvantinių fotonų technologija parodė reikšmingų pranašumų mažinant dydį“, – sakė autorius Jun un hang ang. “Šiame darbe mes papildomai parodome, kad tokia technologija gali būti naudojama generuojant greitus, realaus laiko kvantinius atsitiktinius skaičius.”

Dauguma QRNG šiandien naudoja atskirus fotonelektroninius komponentus, tačiau tokių komponentų integravimas į lustą tebėra techninis iššūkis.

„Kvantiniai atsitiktiniai skaičiai yra nenuspėjami, nepakartojami ir nešališki, kurių sutapimas kyla iš vidinio neapibrėžto kvantinės fizikos sprendimo“, – sakė Hang Angas.

Grupės mikroschemoje naudojami indio-germanio-arsenido fotodiodai – pralaidumo stiprintuvas, integruotas į silicio fotonikos mikroschemą, į kurią įeina keli jungiamieji susiaurinimo įtaisai. Šių komponentų derinys leidžia QRNG aptikti signalus iš kvantinės entropijos šaltinio su žymiai pagerintu dažnio atsaku.

„Nuostabus dalykas mūsų darbe yra tai, kad naujausio integruoto fotonų lusto aukšto dažnio atsako dažnis yra geresnis nei tikėtasi“, – sakė Hangas Angas.

Aptikus atsitiktinius signalus, juos apdoroja lauke programuojamas vartų masyvas, kuris iš neapdorotų duomenų atima tikrai atsitiktinius skaičius. Gautas prietaisas gali generuoti skaičius beveik 19 gigabitų per sekundę, o tai yra naujas pasaulio rekordas. Tada atsitiktinius numerius galima nusiųsti į bet kurį kompiuterį šviesolaidiniu kabeliu.

Grupės mikroschemos, skirtos atsisiųsti, dydis yra tik 15,6 x 18,0 milimetrai, o tai yra žymiai mažesnė nei dabartiniai QNRG moduliai ar įrankiai.

Zhang և և grupė tikisi, kad jų požiūris padės nutiesti kelią QRNG greitai pereiti prie praktiškesnių kompaktiškų įrenginių.

„Remdamiesi dabartiniu darbu, ateityje komerciniais tikslais kursime pigų QRNG lustą, kurio vidutinis atsitiktinis bitų dažnis megabitais per sekundę“, – sakė Hangas. “Tokia mikroschema gali būti labai naudinga įvairiose elektroninėse sistemose, kurioms reikalingi atsitiktiniai skaičiai ar signalai, net ir mobiliuosiuose telefonuose, siekiant pagerinti saugumą.”

Nuoroda. „18,8 Gbps realiojo laiko kvantinių atsitiktinių skaičių generatorius su integruota fotonų mikroschema“ – Bing Bai, Jianyao Huang, Guan-Ru Qiao, You-Qi Nie, Weijie Tang, Tao Chu, Jian-Wei Pan և Jun Zhang, 2021 29 Birželio mėn Taikomosios fizikos laiškai,
DOI: 10:1063 /5:0056027:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Dirbtinis skrandžio prototipas atskleidžia skysčių virškinimo dinamiką

Iliustracija, rodanti srauto lauką ir lašelių disociaciją aplink antralinę susitraukimo bangą. Kreditas: Damien Dufour. Lašelių plyšimas rodo, kaip apatinės pilvo susitraukimo...

Newsletter

Subscribe to stay updated.