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美科学家用量子方法发明高速“真随机码”

2010-05-26 14:37
论恒
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所谓的随机码(random numbers),其实通常并非是真正的随机,因为用以生成真正随机乱码的方法很罕见、计算速度也很慢;也因为如此,大多数需要乱码的应用,只能凑合着使用“伪随机码”。美国伊利诺大学(University of Illinois)的研究人员表示,他们已经打造出一种能够产生真正随机码的算法,而且运行速度很快。


“我们的量子技术能提供安全的随机码产生方法,而且是以高速度;”伊利诺大学教授Paul Kwiat表示,他们所研究出的方法比目前各种随机码产生法快上十倍。新方法是将激光二极管所产生的光脉冲
(optical pulses)形塑,然后将随机光子抵达探测器的时距数字化;该种方法目前不仅能够调节至100Mbps的运行速度,也有潜力透过激光驱动器电路与探测器的改善,让速度再提升至10Gbps的水平。

 

 


一个更好的随机码就此产生:伊利诺大学物理和电子计算机工程学院教授Paul Kwiat在实验室。

 

Kwiat与电子电机在读博士Michael Wayne一同进行以上研究,他表示,新算法能适合多种应用,包括数据加密、统计分析以及高阶的数值模拟(numerical simulations)等。目前这类应用大多得依赖“伪随机(pseudo-random)”方法,也就是一个实体系统的确定性计算(deterministic calculations),通常以一个是作为“种子”的初始值(starting value)为基础。

 

伪随机码的产生速度能跟新方法一样快,但是只能产生在计算性上很难去预测的数字;而量子技术虽能制造真正的随机码,却通常因为仰赖运作缓慢的单光子探测器,使得速度太慢。新发明的方法则是结合了两者之长,速度既快、也能保证所产生数字的随机性。

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