中國科技網·科技日報合肥9月20日電（記者 吳長鋒）記者從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉院士及其同事與中科院上海微系統所等合作，在國際上首次成功實現器件無關的量子隨機數。相關研究成果於北京時間9月20日凌晨在線發表在國際權威學術期刊《自然》雜誌上。
隨機數在科學研究和日常生活中都有著重要的應用：如在通信安全和現代密碼學等領域，就需要第三方完全不知道的隨機數作為安全性的基礎。以往通常有兩類獲取隨機數的途徑：基於軟件算法實現或基於經典熱噪聲實現。但這類隨機數本質上是確定性的，並不真正隨機。
量子力學的發現從根本上改變了這一局面，因為其基本物理過程具有經典物理中所不具有的內稟隨機性，從而可以製造出真正的隨機數產生器。這類隨機數發生器被認為是安全性最高的隨機數產生裝置，即使採用惡意第三方製造的組件，或者竊聽者擁有計算能力最強的量子計算機，也無法預測或獲知它所產生的隨機數。
實現器件無關的量子隨機數產生器在實驗上具有極高的技術挑戰。潘建偉研究組在此前系列貝爾實驗中發展的技術基礎上，經過三年多的努力發展了高性能糾纏光源，首先優化了糾纏光子收集、傳輸、調製等效率，並採用中科院上海微系統所開發的高效率超導單光子探測器件，實現了高性能糾纏光源的高效探測。通過設計快速調製並進行合適的空間分隔設計，滿足了器件無關的量子隨機數產生裝置所需的類空間隔要求。最終，在世界上首次實現了器件無關的量子隨機數產生器。
這項突破性成果將在數值模擬和密碼學等領域得到廣泛的應用，有望形成新的隨機數國際標準。
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