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          設備無關量子隨機性擴展實驗首次實現

          2021年04月14日 17:27:18 來源:科技日報 作者:吳長鋒

            科技日報合肥4月13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張強與其他團隊合作,采用不同理論方法,在國際上首次實現設備無關的量子隨機性擴展,為設備無關量子隨機數的實用化奠定堅實基礎。相關研究成果近日分別發表于《自然·物理學》和《物理評論快報》。

            隨機性在人類的生產活動中無處不在,在信息安全、數值模擬、抽樣檢測和公益彩票等領域中有著重要應用;诹孔游锢韮确A特性產生的量子隨機數,被認為是區別于經典隨機數的一種真正不可預測的隨機性資源。設備無關的量子隨機數安全性僅僅與系統的輸入、輸出相關,而并不依賴于物理設備的質量和可信度。即使在極端條件下,設備本身不可信或受到第三方控制,乃至竊聽者擁有強大的量子計算機,該方案產生的隨機比特仍然具有目前最高等級的安全性。

            潘建偉團隊和合作者于2018年首次實驗實現設備無關的量子隨機數產生。但在此實驗方案中,隨機數產生過程中消耗的隨機性遠遠大于產出,隨機數產生的不可持續性,阻礙了其在實際應用中的推廣。針對這一問題,潘建偉團隊和合作者設計并實現了設備無關的量子隨機性擴展。他們與約克大學教授Roger Colbeck合作,在基于熵累積理論的實驗中,約在19.2小時內實現2.57×108比特的隨機性凈增加。英國學者Paul Skrzypczyk認為,該工作“毫無疑問提供了最高質量的隨機數,是量子技術快速發展的一個里程碑”。

            同時,他們與清華大學教授馬雄峰團隊合作,在基于量子概率估計方法的實驗中,約在13.1小時內實現1.08×108比特的隨機性凈增加!段锢碓u論快報》審稿人認為,這是一項“量子隨機數產生、隨機擴展領域中的開創性工作”。

          [編輯: 王姝]
          (本文來源:科技日報)
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