量子技术首次用于芯片 移动设备顶级加密指日可待!

作者:星期三, 九月 21, 20160
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无论是网上购物还是从ATM取现,凡是涉及到数字交易,安全和隐私都是重中之重,而保护它们的,就是加密技术。那加密技术什么最关键呢?随机数生成器!如今,工程师们首次基于量子力学过程,开发出了能产生出世界上最安全加密密钥的快速随机数生成器,而且体积微小到可以在移动设备上使用。

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利用光子集成电路技术,研究人员造出了又小又快的量子随机数生成器。图中心的小芯片包含了2个随机数生成器,合起来长6mm,宽2mm。与直径16.25mm的硬币相比都小得多。

光学学会高影响力期刊《Optica》上,研究人员报告了他们完全集成的随机数生成装置。该项研究代表着将基于量子的随机数生成器集成进电脑、平板和手机的进程又迈进了关键一步,产生最高品质的随机数,带来最高级别的安全指日可期。

报告第一作者说:“我们成功将高端科学实验中使用的量子技术整合进了能够商用的包中。这或许仅仅是量子技术将快速应用到实际商业产品中的一个例子。对于集成来说,这是一大进步。”

新装置以Gbps的速度运行,足以实时加密通信数据,比如电话或视频呼叫,或者加密进出社交媒体平台服务器的大量数据。股市预测和随机过程的复杂科学模拟,比如生物学交互作用或核反应,也可以应用。

“瘦身”真正的随机数生成器

今天所用的随机数生成器,通常基于计算机算法或物理过程的随机性——基本上就是不停掷骰子的复杂版本。尽管产生的数字看起来似乎是随机的,只要知道一些信息,比如骰子的数量,黑客就有可能解出那些数字,让原以为安全的数据暴露在黑客眼中。

但是,新装置是基于光的量子属性产生随机数,这一过程天生就是随机的,无论知道多少信息都不可能预测。虽然还有其他研究人员也开发出了量子随机数生成器,但这些要么更大要么更慢。

该项协作研究的主导者说:“我们之前就展示过量子过程的真正随机性。这篇新的论文里,我们利用两个激光器在密闭空间相互干扰的创新设计,在技术上前进了一大步。这让我们的设备在保持之前实验中相同属性的同时,体积更小了。”

创造实用性设备

研究人员利用光子集成电路技术(PIC)造出了6*2mm的量子随机数生成器。PIC技术提供了将光子组件——比如新量子随机数生成器使用的激光器和探测器,集成到体积小功耗低的芯片上的一种途径。最重要的是,基于PIC的设备,能与传统电子器件进行集成,也就可以让随机数生成器用在计算或通信必需的驱动、读取和处理电子器件上。

量子技术可通过利用PIC加以实用。量子随机数生成,以及量子加密和其他基于量子的技术,将受惠于PIC技术,因为PIC能让人造出商用创新产品。这次的芯片就是首次证明。

 

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