从2000年开始,量子随机数发生器(Quantum Random Number Generator,QRNG)逐渐受到广泛关注。与算法或经典物理系统随机数发生器相比,QRNG的量子随机源不由确定性的算法或方程描述,仅由波函数进行概率描述,具有内禀随机性。目前,QRNG方...从2000年开始,量子随机数发生器(Quantum Random Number Generator,QRNG)逐渐受到广泛关注。与算法或经典物理系统随机数发生器相比,QRNG的量子随机源不由确定性的算法或方程描述,仅由波函数进行概率描述,具有内禀随机性。目前,QRNG方案大多基于光子体系。近年来,基于电子体系的量子随机数发生器(electronic Quantum Random Number Generator,eQRNG)方案相继被提出。与光子QRNG相比,eQRNG没有电-光-电转换,有效避免了转换过程中经典噪声的影响,在随机性上具有更大优势,且结构简单、系统稳定,与半导体工艺兼容,具有可集成性。基于此,通过介绍基于量子隧道效应的eQRNG研究进展,包括基于隧道二极管的eQRNG、基于范德瓦尔斯异质结的eQRNG与基于雪崩光电二极管的eQRNG等,阐述了eQRNG在随机性与量子性上的独特优势。展开更多
量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)是一种典型的纳米器件,有望成为VLSI设计中CMOS晶体管的替代者。文章基于QCA的内禀属性,以QCA交叉耦合结构为理论依据,设计一种真随机数发生器(true random number generator,TRNG),...量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)是一种典型的纳米器件,有望成为VLSI设计中CMOS晶体管的替代者。文章基于QCA的内禀属性,以QCA交叉耦合结构为理论依据,设计一种真随机数发生器(true random number generator,TRNG),从基础单元的设计和仿真到最终实现位拓展的功能,全程都基于QCA-Designer软件平台加以实现。与之前类似的研究成果相比,该文所设计的电路结构大大降低了延迟、功耗和元胞面积,具有一定的优势。最终收集的仿真结果要经过行业标准测试,由美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)提供评估标准,证明了产生的随机序列具有优良的随机性。展开更多
文摘从2000年开始,量子随机数发生器(Quantum Random Number Generator,QRNG)逐渐受到广泛关注。与算法或经典物理系统随机数发生器相比,QRNG的量子随机源不由确定性的算法或方程描述,仅由波函数进行概率描述,具有内禀随机性。目前,QRNG方案大多基于光子体系。近年来,基于电子体系的量子随机数发生器(electronic Quantum Random Number Generator,eQRNG)方案相继被提出。与光子QRNG相比,eQRNG没有电-光-电转换,有效避免了转换过程中经典噪声的影响,在随机性上具有更大优势,且结构简单、系统稳定,与半导体工艺兼容,具有可集成性。基于此,通过介绍基于量子隧道效应的eQRNG研究进展,包括基于隧道二极管的eQRNG、基于范德瓦尔斯异质结的eQRNG与基于雪崩光电二极管的eQRNG等,阐述了eQRNG在随机性与量子性上的独特优势。
文摘量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)是一种典型的纳米器件,有望成为VLSI设计中CMOS晶体管的替代者。文章基于QCA的内禀属性,以QCA交叉耦合结构为理论依据,设计一种真随机数发生器(true random number generator,TRNG),从基础单元的设计和仿真到最终实现位拓展的功能,全程都基于QCA-Designer软件平台加以实现。与之前类似的研究成果相比,该文所设计的电路结构大大降低了延迟、功耗和元胞面积,具有一定的优势。最终收集的仿真结果要经过行业标准测试,由美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)提供评估标准,证明了产生的随机序列具有优良的随机性。
