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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【科技日報】我國科學(xué)家實現(xiàn)與器件無關(guān)的量子隨機數(shù)

2018-09-21 科技日報李大慶吳長鋒

【字體：大中小】

語音播報

　　隨機數(shù)在科研和日常生活中都有重要應(yīng)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(dāng)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(yù)測。然而在牛頓力學(xué)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(yù)測的。

　　量子力學(xué)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(dǎo)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(shè)計快速調(diào)制并進(jìn)行合適的空間分隔設(shè)計，滿足了與器件無關(guān)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(guān)的量子隨機數(shù)。

　　專家指出，此項工作將為密碼學(xué)、數(shù)值模擬以及需要隨機性輸入的各個領(lǐng)域提供真正可靠的隨機性來源，也進(jìn)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）

　　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(chǔ)科學(xué)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(guān)的量子隨機數(shù)。這有望在數(shù)值模擬、密碼學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并形成新的隨機數(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)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(yīng)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(dāng)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(yù)測。然而在牛頓力學(xué)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(yù)測的。
　　量子力學(xué)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(dǎo)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(shè)計快速調(diào)制并進(jìn)行合適的空間分隔設(shè)計，滿足了與器件無關(guān)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(guān)的量子隨機數(shù)。
　　專家指出，此項工作將為密碼學(xué)、數(shù)值模擬以及需要隨機性輸入的各個領(lǐng)域提供真正可靠的隨機性來源，也進(jìn)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）

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