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ICFO、最高速で最小の量子乱数生成器を開発

September, 28, 2016, Barcelona--ICFOは、現状で最高速、最小の量子乱数発生器と科学論文を同時発表した。
 ほとんどの乱数発生器(RNGs)は、疑似乱数発生器として知られるコンピュータアルゴリズムに基づいている。これらは高速であるが、真にランダムではない。疑似RNGからの短いビット列はランダムに見えるが、結局は列の反復である。さらに、そのアルゴリズムの内部構造が分かっていれば、正確な列を予測することができる。これは、暗号キーの選択に乱数を使用する通信セキュリティでは問題になる。対照的に、量子乱数発生器(QRNGs)は、量子力学プロセスから乱数を引き出すので、それは真にランダムであり、予測不可能と考えられている。
 Opticaに発表された最近の研究では、ICFOの研究チームは、量子力学プロセスに基づいた高速乱数発生器開発を報告している。これは、モバイル機器に使用できる微小パッケージで、世界で最も安全な暗号キーを配信できる。
 研究チームは、フォトニック集積回路(PIC)技術を使い、6×2㎜サイズのフォトニックチップに組み込まれた2つの量子数発生器を作製した。位相拡散と2つのDFBレーザを使い、研究チームは、同程度の振幅とランダム位相でパルストレインを発生することができた。次に、干渉計の助けを借りて、パルスに干渉し、ランダム振幅パルスを生成し、これを検出してデジタル化し高速ランダム数列を生成することができた。
 この新しいデバイスは、1秒にギガビットの速度で動作するので、電話やビデオ通信など通信データのリアルタイム暗号化に十分である。また、ソーシャルメディアプラットフォームで使用されるサーバ間を行き来する大量データの暗号化にも使用できる。あるいは、株式市場の予測、生物学的相互作用、核反応などのランダムプロセスの複雑な科学的シミュレーションにも使える。