随机数是重要的资源，在很多领域都有高价值的应用需求，但是手动生成大量“真随机数”是个大问题。

到目前为止，只有体积庞大且速度相对较慢的量子随机数发生器（QRNG）才能达到与量子物理基本定律相当的随机性水平，但研究人员正在寻求使这些设备更快、更便携.

据中国科学技术大学潘建伟、张军等浙江大学教授介绍楚涛课题组，通过硅基光子集成芯片的研发和实时后处理的优化，实现了世界上速度最快的18.8Gbps实时量子随机数发生器。

相关研究成果近日以封面论文的形式发表在Applied Physics Letters上。

在新发表的研究中，潘建伟、张军等人进一步开发了一种基于真空态涨落的高速量子随机数生成方案，并完成了实验验证。同时与浙江大学楚涛等合作，通过多次迭代制备硅光芯片，进一步优化处理算法和硬件实现。在实现高集成度的同时，大大提高了量子随机数发生器的实时生成。速度。

目前，大多数量子随机数发生器使用分立的光子和电子元件，但将这些元件集成到芯片中仍然是一个技术挑战。他们使用混合封装技术将光子集成电路、InGaAs 零差探测器和高带宽跨阻放大器 (TIA) 组装到单个芯片中，其中还包括多个耦合器和衰减器。结合这些组件，他们开发了一种量子随机数发生器，可以检测来自量子熵源的信号并显着改善频率响应。

此外，该组织的芯片尺寸仅为15.6×18.0 mm，明显小于目前大多数QNRG模块或仪器。

一旦检测到随机信号，就由现场可编程门阵列处理，从原始数据中提取出真正的随机数。然后，这些随机数可以通过光纤电缆发送到任何计算机。

量子随机数发生器的实时生成速率达到了18.8Gbps的世界纪录，相当于每秒188亿个随机数。这是低成本商业量子随机数发生器的发展。该芯片奠定了技术基础。

翻译/前瞻经济学人APP信息团队

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