幾經波折終成功，全球首款真空噪聲量子隨機數芯片研制成功

單比特頻數檢測通過，塊內頻數檢測通過，累加和檢測通過……看到各項數據測試均成功通過，研發人員的心情無比興奮：“居然研制成功了！從來沒人做出來的方案，僅僅一厘米！”

近日，北京經開區企業北京中科國光量子科技有限公司（以下簡稱國光量子）研制成功全球首款真空噪聲量子隨機數芯片。國光量子相關負責人表示，這意味著中國的量子隨機數芯片化正式成功，也標志著中國的量子安全產業進入了新階段。

幾經波折終成功

量子隨機數是量子通信兩大核心產品之一，量子通信兩大核心產品包括量子密鑰分發設備和量子隨機數源，經過十幾年產業發展均已基本成熟走向全面應用。但由于極高的科技門檻，目前全世界僅有五六家企業能推出量子通信產品，而推出的產品往往需要其相關產品做配套才能正常使用,量子通信產業上下游產業鏈發展較為緩慢,從而減緩了量子通信產品的推廣和使用。

針對技術難度大、成本高昂難以被接受、使用復雜需要太多環節配合等問題,國光量子展開了系列攻關。其中面臨的問題都是世界級難題，沒有其他科研團隊交流碰觸，沒有現成的理論和經驗可以參考，國光量子的科研人員就充分調研現有工藝，認真推敲嚴密設計，歷經多次實驗，最終成功研制出了只有一厘米的真空噪聲量子隨機數芯片。

“之前只有極少量的頂級科技企業才能推出的量子隨機數源，基本上是幾十厘米長、幾十厘米寬,成本按十萬元計算。而此次國光量子推出的量子隨機數，所有外圍加起來不超過四厘米,關鍵部件只有一厘米,徹底的芯片化和低成本化,對標傳統隨機數不改接口,直接替代。”國光量子相關負責人介紹道。

打開產業新局面

何謂真空噪聲？我們所在的宇宙有著大范圍的真空，很多人認為真空里就是什么都沒有，然而量子力學告訴我們真空不僅不空還存在著極大量的物質場，只不過我們看不到。

不空的真空,負能量粒子的海洋,國光量子正是利用該原理研制出了量子隨機數芯片。“真空充滿了各種基本粒子場的狂熱躁動,采取特殊模式才可以看到這種躁動。這種躁動是完全隨機的,無法被預測,用它來產生的隨機數,是完全的隨機數。”國光量子相關負責人表示，這種躁動還有大量好處，比如躁動的頻譜很平，沒有哪個頻率有特殊，還有躁動的頻率覆蓋所有頻段，也就是通信里所講的帶寬是無窮的，“平滑而且水平的頻譜和無窮的帶寬,做通信的人太喜歡了,國光量子用了一款小小的芯片將其讀了出來并且做出了真隨機數。”

量子隨機數芯片的研制成功,將大大加速量子通信產品的應用推廣,體積大幅下降了,復雜度大幅減小了,對使用環境也基本沒要求了,成本也大幅壓縮了,量子科技產業化進程將大幅加快。而隨著量子隨機數芯片的研制成功，很多量子隨機數有望從鼓勵使用逐步變為強制使用，至少會從個別行業慢慢開始，前景非常廣闊，進而量子安全產業也將迎來大變局。