中國科大教授潘建偉等人與中科院上海微系統(tǒng)所和日本NTT基礎科學實驗室合作，利用量子糾纏的內(nèi)稟隨機性，在國際上首次成功實現(xiàn)與器件無關的量子隨機數(shù)。這有望在數(shù)值模擬、密碼學等領域得到廣泛應用，并形成新的隨機數(shù)國際標準。相關研究成果20日在線發(fā)表在《自然》雜志上。

　　隨機數(shù)在科研和日常生活中都有重要應用。以往它的獲取通常有兩種途徑：一種是基于軟件算法，根據(jù)輸入的隨機數(shù)種子給出均勻分布的輸出。然而，對于確定的輸入，固定的算法將給出確定的輸出序列，因此，這類隨機數(shù)本質(zhì)上是確定性的，并不真正隨機。

　　另一種是基于經(jīng)典熱噪聲實現(xiàn)，隨機數(shù)芯片讀取當前物理環(huán)境中的噪聲，并獲得隨機數(shù)。由于環(huán)境中的變量更多，隨機數(shù)更難預測。然而在牛頓力學框架下，即使影響隨機數(shù)產(chǎn)生的變量非常多，但在每個變量的初始狀態(tài)確定后，整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)及輸出在原理上是可以預測的。

　　量子力學的發(fā)現(xiàn)改變了這一局面，因為其基本物理過程具有經(jīng)典物理中所不具備的內(nèi)稟隨機性，從而可以制造出真正的隨機數(shù)產(chǎn)生器。

　　研究人員首先優(yōu)化了糾纏光子收集、傳輸、調(diào)制等效率，并采用高效率超導單光子探測器，實現(xiàn)了高性能糾纏光源的高效探測；然后通過設計快速調(diào)制并進行合適的空間分隔設計，滿足了與器件無關的量子隨機數(shù)產(chǎn)生裝置所需的條件。最終，在世界上首次實現(xiàn)了與器件無關的量子隨機數(shù)。

　　專家指出，此項工作將為密碼學、數(shù)值模擬以及需要隨機性輸入的各個領域提供真正可靠的隨機性來源，也進一步確保了現(xiàn)實條件下量子通信的安全性。

　?。ㄔd于《科技日報》 2018-09-21 01版）