韓國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出世界最小量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器芯片

北京時(shí)間9月14日消息（余予）據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)原子能研究所(KAERI)和電子和電信研究所(ETRI)的研究人員開(kāi)發(fā)出一款用于量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）的核心芯片，該芯片可高速提供真隨機(jī)數(shù)，從根本上防止黑客入侵。

研究人員通過(guò)將β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器縮小為1.5毫米的芯片，開(kāi)辟了商業(yè)化的道路。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)將嘗試最大限度地提高β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器芯片的性能，并促進(jìn)用于密碼通信市場(chǎng)的商業(yè)化用于小型物聯(lián)網(wǎng)。

據(jù)悉，隨機(jī)數(shù)生成器用于計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通信等領(lǐng)域的信息加密。但由于沒(méi)有單獨(dú)物理設(shè)備的算法生成的偽隨機(jī)數(shù)，擁有一個(gè)弱點(diǎn)，即隨著黑客技術(shù)的進(jìn)步，算法可以被解密。而β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可廣泛用于私人和軍事物聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樗鼈兛梢燥@著提高安全性。

ETRI負(fù)責(zé)人Kim Myung-joon 表示，“如果這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，它將成為最終的休戰(zhàn)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，可以安裝在所有類型的計(jì)算機(jī)、安全系統(tǒng)、處理器和物聯(lián)網(wǎng)模塊中。”

KAERI表示，聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)已將從鎳-63 β射線生成隨機(jī)數(shù)的關(guān)鍵電路集成到世界上“最小最快”的β量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中，該發(fā)生器可為物聯(lián)網(wǎng)加密系統(tǒng)提供無(wú)黑客攻擊的隨機(jī)數(shù)。鎳-63 具有低能量的β譜和相當(dāng)長(zhǎng)的半衰期。

“此次開(kāi)發(fā)的β射線量子隨機(jī)數(shù)生成技術(shù)是將核技術(shù)和ICT技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造新融合研究領(lǐng)域的典范?！盞AERI總裁Park Won-seok表示。

量子真隨機(jī)數(shù)可以通過(guò)從單個(gè)光子或輻射同位素衰變的量子力學(xué)物理現(xiàn)象中提取隨機(jī)信號(hào)得到。雖然使用單個(gè)光子的隨機(jī)信號(hào)提取可能會(huì)受溫度等外部因素影響，但從放射性同位素衰變中提取的信號(hào)不受影響。據(jù)KAERI 稱，由于β 射線的能量很小，因此它們可以在不影響輻射檢測(cè)傳感器的情況下持續(xù)使用，從而高速生成隨機(jī)數(shù)。

該研究所表示，研究人員通過(guò)應(yīng)用低噪聲互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 和鍍上極少量鎳-63的薄膜制造等技術(shù)，使β 量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的核心電路小型化。為了捕捉到能量小的β射線信號(hào)，必須降低半導(dǎo)體本身的噪聲。使用低噪聲CMOS技術(shù)，可以集成信號(hào)處理電路，從而減小尺寸和降低噪聲。

量子密碼學(xué)是保護(hù)關(guān)鍵信息的重要安全解決方案。在沒(méi)有量子密鑰的情況下，以量子態(tài)編碼的數(shù)據(jù)實(shí)際上是無(wú)法破解的，量子密鑰大體上來(lái)說(shuō)是用于解密加密信息的隨機(jī)數(shù)表。二進(jìn)制數(shù)字電子計(jì)算機(jī)基于晶體管和電容器，其數(shù)據(jù)編碼為二進(jìn)制數(shù)字（位）。量子計(jì)算使用位或量子位。

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