科学家利用量子涨落生成随机数 速度比传统方法快200倍

技术研究 量科网 2023-04-08 14:18

来自比利时根特大学校际微电子中心、丹麦技术大学和巴里理工大学的物理学家团队报告说,可以利用量子涨落更快地生成随机数,这种方法比传统方法要高效的多。该研究小组利用粒子和反粒子对的行为来创建随机数发生器,其速度比传统系统快200倍,该研究成果已发表在《PRX Quantum》杂志上。

科学家利用量子涨落生成随机数 速度比传统方法快200倍

随机数生成在计算机科学中是很重要的。除了在视频游戏中生成随机背景和场景等应用之外,随机数还可用于为许多敏感应用创建加密密钥。但是生成不易破解的密钥需要很多计算机能力和时间。出于这个原因,计算机科学家一直在寻找新的方法来生成随机数。

在这项新的努力中,研究小组转向了一种新的随机数源:量子涨落。量子涨落是在空间任意位置对于能量的暂时变化,由于它会影响化学键合的方式和由此产生的光散射类型,这种闪烁已被广泛进行研究。

在这项新工作中,研究团队利用这种闪烁的随机性创建了一种随机数生成器。他们的这个方法,关注点在于与粒子和反粒子形成和消失的实例,以及与其能量场相关的量子闪烁。这种闪烁在过去已被证明是随机的。

为了捕捉这种闪烁的随机性,研究人员使用了一个集成的平衡零差检测器,这是一种能够测量量子态电场的设备。但由于这种设备也容易捕捉到纠缠粒子的非随机行为,他们增加了另一种设备,以识别出这种噪音并在进行测量时忽略它。该团队将零差检测器使用的组件缩小到可以集成安装在芯片的尺寸上,然后他们使用这种芯片来生成随机数。(编译:Qtech)