芯片级激光器大规模并行超快速随机位生成

生成随机数或比特流的能力为我们数字网络的安全性提供了支持。随着网络以前所未有的方式扩展，面临的挑战是提高随机数的生成率以跟上需求的步伐。 Kim等。设计了一种芯片级激光二极管，该二极管可以超高速率生成随机位（请参见Fischer和Gauthier的Perspective）。通过调整腔体的几何形状，他们能够利用许多激光模式的时空干扰在空间和时间上产生皮秒级的发射强度波动，从而并行产生超快速随机比特流。这样的设备将找到广泛的应用，这些应用需要超快速，紧凑，耐用且节能的随机位发生器。 [948] [1];另请参见[889] [2]随机数被广泛用于信息安全，密码学，随机建模和量子模拟。物理随机数生成的关键技术挑战是速度和可伸缩性。我们演示了一种与单个激光二极管并行超快生成数百个随机位流的方法。引入了在专门设计的腔中的多种激光模式的时空干涉，作为极大加速随机位生成的方案。由量子涨落引起的自发发射会产生随机噪声，使比特流无法预测。离线后处理可实现每秒250 TB的总比特率，比当前的后处理记录高出两个数量级。我们的方法坚固，紧凑且节能，在安全通信和高性能计算中具有潜在的应用前景。 [1]：/ lookup / doi / 10.1126 / science.abc2666 [2]：/ lookup / doi / 10.1126 / science.abg5445