09.09.2016
Редакция Naked Science

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.
Позавчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

Вчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

Вчера, 16:31
Мария Осетрова

Ученые из MIT выяснили, что наш мозг не оптимизирован для того, чтобы искать самый короткий маршрут. Вместо этого он выбирает путь, который точнее всего указывает на конечное направление.

Позавчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Вчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: