無論是網(wǎng)上購物還是從ATM取現(xiàn)，凡是涉及到數(shù)字交易，安全和隱私都是重中之重，而保護(hù)它們的，就是加密技術(shù)。那加密技術(shù)什么最關(guān)鍵呢？隨機(jī)數(shù)生成器！如今，工程師們首次基于量子力學(xué)過程，開發(fā)出了能產(chǎn)生出世界上最安全加密密鑰的快速隨機(jī)數(shù)生成器，而且體積微小到可以在移動設(shè)備上使用。

利用光子集成電路技術(shù)，研究人員造出了又小又快的量子隨機(jī)數(shù)生成器。圖中心的小芯片包含了2個隨機(jī)數(shù)生成器，合起來長6mm，寬2mm。與直徑16.25mm的硬幣相比都小得多。

光學(xué)學(xué)會高影響力期刊《Optica》上，研究人員報告了他們完全集成的隨機(jī)數(shù)生成裝置。該項(xiàng)研究代表著將基于量子的隨機(jī)數(shù)生成器集成進(jìn)電腦、平板和手機(jī)的進(jìn)程又邁進(jìn)了關(guān)鍵一步，產(chǎn)生最高品質(zhì)的隨機(jī)數(shù)，帶來最高級別的安全指日可期。

報告第一作者說：“我們成功將高端科學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的量子技術(shù)整合進(jìn)了能夠商用的包中。這或許僅僅是量子技術(shù)將快速應(yīng)用到實(shí)際商業(yè)產(chǎn)品中的一個例子。對于集成來說，這是一大進(jìn)步。”

新裝置以Gbps的速度運(yùn)行，足以實(shí)時加密通信數(shù)據(jù)，比如電話或視頻呼叫，或者加密進(jìn)出社交媒體平臺服務(wù)器的大量數(shù)據(jù)。股市預(yù)測和隨機(jī)過程的復(fù)雜科學(xué)模擬，比如生物學(xué)交互作用或核反應(yīng)，也可以應(yīng)用。

“瘦身”真正的隨機(jī)數(shù)生成器

今天所用的隨機(jī)數(shù)生成器，通?；谟嬎銠C(jī)算法或物理過程的隨機(jī)性——基本上就是不停擲骰子的復(fù)雜版本。盡管產(chǎn)生的數(shù)字看起來似乎是隨機(jī)的，只要知道一些信息，比如骰子的數(shù)量，黑客就有可能解出那些數(shù)字，讓原以為安全的數(shù)據(jù)暴露在黑客眼中。

但是，新裝置是基于光的量子屬性產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，這一過程天生就是隨機(jī)的，無論知道多少信息都不可能預(yù)測。雖然還有其他研究人員也開發(fā)出了量子隨機(jī)數(shù)生成器，但這些要么更大要么更慢。

該項(xiàng)協(xié)作研究的主導(dǎo)者說：“我們之前就展示過量子過程的真正隨機(jī)性。這篇新的論文里，我們利用兩個激光器在密閉空間相互干擾的創(chuàng)新設(shè)計，在技術(shù)上前進(jìn)了一大步。這讓我們的設(shè)備在保持之前實(shí)驗(yàn)中相同屬性的同時，體積更小了。”

創(chuàng)造實(shí)用性設(shè)備

研究人員利用光子集成電路技術(shù)(PIC)造出了6*2mm的量子隨機(jī)數(shù)生成器。PIC技術(shù)提供了將光子組件——比如新量子隨機(jī)數(shù)生成器使用的激光器和探測器，集成到體積小功耗低的芯片上的一種途徑。最重要的是，基于PIC的設(shè)備，能與傳統(tǒng)電子器件進(jìn)行集成，也就可以讓隨機(jī)數(shù)生成器用在計算或通信必需的驅(qū)動、讀取和處理電子器件上。

量子技術(shù)可通過利用PIC加以實(shí)用。量子隨機(jī)數(shù)生成，以及量子加密和其他基于量子的技術(shù)，將受惠于PIC技術(shù)，因?yàn)镻IC能讓人造出商用創(chuàng)新產(chǎn)品。這次的芯片就是首次證明。