韩国研究人员开发出世界最小量子随机数发生器芯片

北京时间9月14日消息(余予)据外媒报道,韩国原子能研究所(KAERI)和电子和电信研究所(ETRI)的研究人员开发出一款用于量子随机数发生器(QRNG)的核心芯片,该芯片可高速提供真随机数,从根本上防止黑客入侵。

研究人员通过将β量子随机数发生器缩小为1.5毫米的芯片,开辟了商业化的道路。同时,该团队将尝试最大限度地提高β量子随机数发生器芯片的性能,并促进用于密码通信市场的商业化用于小型物联网。

据悉,随机数生成器用于计算机、移动通信等领域的信息加密。但由于没有单独物理设备的算法生成的伪随机数,拥有一个弱点,即随着黑客技术的进步,算法可以被解密。而β量子随机数发生器可广泛用于私人和军事物联网,因为它们可以显著提高安全性。

ETRI负责人Kim Myung-joon 表示,“如果这项技术实现商业化,它将成为最终的休战随机数发生器,可以安装在所有类型的计算机、安全系统、处理器和物联网模块中。”

KAERI表示,联合研究团队已将从镍-63 β射线生成随机数的关键电路集成到世界上“最小最快”的β量子随机数发生器中,该发生器可为物联网加密系统提供无黑客攻击的随机数。镍-63 具有低能量的β谱和相当长的半衰期。

“此次开发的β射线量子随机数生成技术是将核技术和ICT技术结合,创造新融合研究领域的典范。”KAERI总裁Park Won-seok表示。

量子真随机数可以通过从单个光子或辐射同位素衰变的量子力学物理现象中提取随机信号得到。虽然使用单个光子的随机信号提取可能会受温度等外部因素影响,但从放射性同位素衰变中提取的信号不受影响。据KAERI 称,由于β 射线的能量很小,因此它们可以在不影响辐射检测传感器的情况下持续使用,从而高速生成随机数。

该研究所表示,研究人员通过应用低噪声互补金属氧化物半导体 (CMOS) 和镀上极少量镍-63的薄膜制造等技术,使β 量子随机数发生器的核心电路小型化。为了捕捉到能量小的β射线信号,必须降低半导体本身的噪声。使用低噪声CMOS技术,可以集成信号处理电路,从而减小尺寸和降低噪声。

量子密码学是保护关键信息的重要安全解决方案。在没有量子密钥的情况下,以量子态编码的数据实际上是无法破解的,量子密钥大体上来说是用于解密加密信息的随机数表。二进制数字电子计算机基于晶体管和电容器,其数据编码为二进制数字(位)。量子计算使用位或量子位。

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