Квантовый генератор случайных чисел сделали миллиметровым — Naked Science
4 минуты
Редакция

Квантовый генератор случайных чисел сделали миллиметровым

Испанские физики сконструировали компактную микросхему для генерирования случайных чисел на основе квантовых явлений. Результаты исследования опубликованы в журнале Optica.

mjgwnzq1mw
©Wikipedia

Генератор случайных чисел представляет собой устройство или алгоритм, порождающие последовательность почти независимых друг от друга чисел. Они используются в криптографии или, например, для имитации игрового оборудования. При аппаратном исполнении последовательность генерируется аналоговым или цифровым устройством за счет хаотически изменяющихся параметров физического процесса, таких как тепловой шум. Но фактически такие технологии только приближаются к свойствам истинно случайных чисел.

 

В новой работе ученые сконструировали фотонную интегральную схему (PIC), которая генерирует случайные числа в рамках квантовых явлений. Работа микросхемы обеспечивается инжекционным лазером на основе фосфида индия. На первом этапе, ниже определенного энергетического порога, лазер испускает небольшое количество фотонов, реализуя спонтанное излучение. Возникающая хаотичность фаз излучения усугубляется при преодолении лазером порога, и спонтанное излучение начинает доминировать.

 

Затем излучение первого лазера сталкивается с излучением второго, аналогичного. В результате первое действует как обладающее двумя источниками, которые вследствие интерференции создают излучение непостоянной яркости. Ее различия фиксируются расположенным на PIC фотодетектором. Как отмечают авторы, созданный квантовый «источник энтропии» способен генерировать случайные числа со скоростью 1 гигабит в секунду. При этом размер (6 на 2 миллиметра) позволяет использовать его в смартфонах и планшетах.

 

Следующим шагом станет интегрирование новой микросхемы с традиционными устройствами КМОП. Это позволит осуществлять генерацию случайных чисел для программного обеспечения. В таком случае уместно говорить об изготовлении гибридных интегральных схем, предполагающем, в частности, сочетание подложки из кремния с другими материалами.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
30 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Астрономы сообщили об открытии OGLE-2016-BLG-1928 — самой маленькой из «планет-сирот», свободно летящих между звездами.

30 октября
6 минут
Василий Парфенов

Британский мультимиллионер и экоактивист Дэйл Винс (Dale Vince) объявил, что его предприятие готово производить экологически чистые алмазы. Необходимая для этого энергия поступает от «зеленых» электростанций, а сырье — прямо из воздуха.

10 часов назад
3 минуты
Редакция

Известный шведский производитель автобусов и грузовых автомобилей, компания Scania, представил полностью автономный грузовой автомобиль. У Scania уже были самодвижущиеся грузовики, однако до сих пор в них было место для водителя, который мог при необходимости брать управление на себя. Scania AXL не имеет кабины – и это совершенно другой подход к созданию автономного транспорта.

27 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: