科学家借助钙钛矿LED成功解锁了下一级量子随机数生成器

发布时间：2023-09-07 10:30:20 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　在需要使用随机性来加密的算法中发挥作用的关键元素是随机数的生成 - 但是现在大部分的电脑都没有具备这个功能。现在，瑞典的研究人员表示，他们已经用廉价的钙钛矿lLED制造出了一种新

　　在需要使用随机性来加密的算法中发挥作用的关键元素是随机数的生成 - 但是现在大部分的电脑都没有具备这个功能。现在，瑞典的研究人员表示，他们已经用廉价的钙钛矿lLED制造出了一种新的、超安全的量子随机数发生器。

　　打乱数字信息的加密算法是网络安全的基石，也是我们安全地在网上做生意的唯一途径。为了确保没有人能破解它们，每条信息都要用密钥编码。密钥中包含的随机性或熵越多，加密系统就越安全。

　　问题是，计算机是非常严格的程序，如果没有一些外部的随机性来源，它们就不可能生成真正的随机数。这种随机性的来源，必须是非常随机和非常快速的；这可不能光靠你整天站在那儿扔硬币。

　　因此，对于高度安全的加密，需要使用特殊的外部硬件系统 —— 硬件随机数生成器，它利用了即使在理论上也无法预测的物理现象：原子或亚原子水平的量子力学。这些量子随机数生成器（QRNG）是当今密码学的黄金标准。

　　瑞典Linköping大学的研究人员表示，他们已经找到了一种使用钙钛矿的方法，钙钛矿是一种廉价、环保的神奇材料，最近在太阳能电池效率方面取得了很大进展，同时，它也是廉价、高带宽、下一代 QRNG 系统的一部分。

　　该团队表示，钙钛矿现在可以制造成高效的室温发光二极管（PeLEDs），具有高度可调的光学特性以及廉价、简单和灵活的制造工艺，因此该材料被理所当然地视为下一代柔性显示器、半导体照明和光通信的各种潜在设计行业的游戏规则深思熟虑的改变者。

　　在这项新的研究中，研究小组表明，通过“对 PeLED 产生的弱相干偏振态进行投影测量”，它也可以作为量子随机性的高质量来源。

　　值得注意的是，这种钙钛矿 QRNG 系统甚至可以证明一定程度的私有随机性，即使在有人窃听生成器并控制探测器，并使用量子纠缠来猜测结果的情况下。

　　Linköping大学电子工程系的研究员吉列尔梅·B·泽维尔（Guilherme B Xavier）说：“在密码学中，重要的不仅是数字是随机的，而且你是唯一知道它们的人。有了QRNG，我们可以证明大量生成的比特是私有的，因此是完全安全的。如果量子物理定律是正确的，那么要在接收者不发现的情况下窃听应该是不可能的。”

　　该团队获得了极高质量的随机性，通过一系列不同的指标来测量，速率超过每秒10Mbit，并且在实验条件下，能够保证即使在检测器受到侧信道攻击的情况下，产生的约71%的比特也被证明是私有的。

　　钙钛矿材料的寿命目前还不是很长，大约22天。但该团队正在进一步开发这种材料，希望能从配方中去除铅，从而大大延长使用寿命。

　　该团队希望将这项技术能发展成一种体积小、价格便宜、坚固耐用的产品，最终可以用于消费电子产品。该公司相信，它将在五年内实现第一次迭代商业化，并为网络安全应用做好准备。“我们的目标是成为世界上最大的无线充电设备制造商，”他说。“这是一个巨大的机会，因为它可以改变人们的生活方式。”

（编辑：晋中站长网）

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