| 세계에서 가장 빠른 실시간 양자 난수발생기 개발 | ||
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  중국과학기술대학교 Pan Jianwei(潘建偉) 원사, Zhang Jun(張軍) 교수 등은 저장대학교 Chu Tao(儲濤) 교수 연구팀과 공동으로 실리콘 기반 광자 집적칩 및 실시간 후처리 최적화를 통해 18.8Gbps 속도의 세계에서 가장 빠른 실시간 양자 난수생성기를 개발했다. 관련 연구 성과는 국제학술지 "Applied Physics Letters"에 게재되었다. 난수는 중요한 기본 자원으로 정보 보안, 암호학, 과학 시뮬레이션, 게임 산업 등 다양한 분야 및 일상 생산과 생활에서 광범위한 응용 수요가 있다. 의사난수생성기 및 물리 난수생성기와 달리, 양자 난수생성기는 양자 물리학의 원리에 따라 실제 난수를 생성하는 시스템으로 예측 불가능성, 비반복성, 비편향성 등의 특성을 가지며 양자 통신 시스템의 핵심 소자이다. Pan Jianwei, Zhang Jun 등은 오랫동안 실용화 양자 난수생성기 분야에서 체계적인 연구를 수행하여 중요한 성과를 거두었다. 그러나 실용화 양자 난수생성기의 경우 실시간 생성 속도 및 집적도가 핵심 지표이며 기존의 양자 난수 생성 방법으로 고집적을 달성하기 어렵다. 연구팀은 진공 상태의 변동에 기반한 고속 양자 난수 생성 방법을 심층 개발하고 관련 실험 검증을 완료했다. 아울러 저장대학교 Chu Tao 교수 연구팀과 협력하여 해당 방법에 대한 여러번의 반복을 통해 대응하는 실리콘 광자칩을 제조했다. 또한, 하이브리드 집적 기술을 이용하여 실리콘 광자칩, 인듐갈륨비소(InGaAs) 균형 검출기 및 트랜스임피던스 증폭기를 15.6mm × 18mm 크기의 칩에 패키징했다. FPGA(Field Programmable Gate Array) 실시간 후처리 알고리즘과 하드웨어 구현을 심층 최적화함으로써 고집적도를 달성함과 아울러 양자 난수 생성기의 실시간 생성 속도를 크게 향상시켰다. 전송 테스트 결과, 해당 양자 난수 생성기 시스템의 최종 실시간 속도는 18.8Gbps에 달해 세계기록을 경신했으며 이는 초당 188억개의 난수 생성에 해당하다. 해당 연구 성과는 저비용 상용 양자 난수생성기 단일 칩의 개발을 위한 견고한 기술적 기반을 마련했다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-07/05/content_471079.htm?div=-1 |
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