近日，新加坡南洋理工大學研究團隊與(yu) 美國耶魯大學、愛爾蘭(lan) 都柏林三一學院聯合開發了一種用於(yu) 生成隨機數的激光係統。該係統生成隨機數的速度比當前的計算機技術快了近100倍。

據悉，隨機數生成器是上述三所大學的科研人員聯合開發，並由南洋理工大學完成係統的製造。對於(yu) 依靠數字相聯的當今世界，全新隨機數生成係統的問世無疑是一個(ge) 好消息，為(wei) 未來更安全便捷的數字加密技術提供了堅實基礎。

■研究團隊設計的係統記錄激光束發射並相互作用產(chan) 生的圖案，再由圖案生成一係列隨機數

在日常生活中，隨機數的用途十分廣泛，比如當我們(men) 在使用電子商務和網上銀行時，就需要用到生成數據的加密密鑰和臨(lin) 時密碼。該激光器係統使用了一個(ge) 沙漏形狀的腔體(ti) 生成隨機圖案，圖案則是由腔體(ti) 內(nei) 相互反射和作用的光線所形成。通過讀取圖案，該係統可以同時生成許多序列的隨機數。

研究人員發現，由於(yu) 光線在腔體(ti) 中相互反射和作用的方式不可預測，因此得到的任意兩(liang) 個(ge) 數字序列都是不同的，這就像世界上沒有兩(liang) 片雪花是相同的一樣。該係統采用的激光器長度隻有1mm，比如今絕大多數的激光器都小很多，可謂是芯片級激光器。但這種芯片級激光器卻具有高能效，僅(jin) 需1安培電流即可讓其運行，並且還能通過家用電源插座使用。

此後，研究團隊采用兩(liang) 種測試驗證了隨機數生成器係統的可靠性，其中一項測試是由美國國家標準技術研究院完成。2021年2月26日，研究團隊的論證結果發表在權威期刊《科學》雜誌上。

■Wang Qijie教授手拿隨機數生成係統裝置

這項研究工作是由南洋理工大學電子電氣工程學院、物理與(yu) 數學科學學院以及光子學研究所的Wang Qijie教授領銜。他表示，目前由計算機生成隨機數的方式具有速度快和成本低的優(you) 點，但這種方式卻容易受到黑客攻擊。如果黑客能預測隨機數的生成算法，那就能預測未來生成的數字序列。新激光係統生成隨機數的方式更安全，因為(wei) 生成數字的過程是不可預測的，即使複製同一台設備，兩(liang) 台設備生成隨機數的結果也不一樣。

作為(wei) 隨機數生成係統的設計師之一，南洋理工大學物理與(yu) 數學科學學院的研究員Zong Yongquan博士談到：“我們(men) 的係統超越了當前的隨機數生成器，因為(wei) 這種方法可以同時生成更多的隨機信息序列，速度也更快。”

研究團隊開發的新係統能在每秒鍾生成250兆兆字節的隨機數位，這比當前計算機隨機數生成器快了100倍。如果以這種速度生成數據，那麽(me) 美國國會(hui) 圖書(shu) 館的信息數據生成能在12秒內(nei) 就能完成，速度之快讓人驚歎。

目前，研究團隊正嚐試將激光器集成到緊湊型芯片中，並讓其產(chan) 生的隨機數能直接導入計算機，期望能在不久的將來投入使用。