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随机数生成器（RNG）在从密码学到模拟仿真等应用中至关重要。根据随机性来源的不同，RNG可分为伪随机数生成器（PRNG）、真随机数生成器（TRNG）和量子随机数生成器（QRNG）。该研究团队展示了一种基于激光相位噪声的高速高效QRNG系统的端到端开发，该系统利用单频激光器的量子相位噪声，其随机性源于自发辐射。通过采用工作在阈值附近的半导体激光器（线宽≈5.23 GHz）和约48厘米光纤延迟线的自外差测量方案，实现了2.0 Gbps的原始数据生成速率。为确保QRNG输出具有均匀随机性，研究人员采用了自主开发的鲁棒提取技术，如托普利兹强提取器（TSE）。经NIST和Diehard测试套件验证，所有统计测试均在标准置信水平下通过。该系统的后处理生成速率达1.0 Gbps，技术成熟度（TRL）达到7级并接近8级，适用于加密密钥生成和随机建模等实时安全应用场景。