东芝欧洲(Toshiba Europe)有限公司近日宣布，它已经开发出一种完全基于芯片的量子随机数生成器，该生成器可以进行串行加工。这一进展将使量子安全技术得以大规模生产，并能将其应用范围扩展到更广泛的现实生活场景中。

从计算机模拟到彩票，随机数在各种应用中都是必不可少的。随着量子计算机对非对称加密技术构成的威胁越来越大，找到安全又能高速生成随机数的方法变得至关重要。量子随机数生成器(QRNG)利用量子过程的内在概率性质生成不可预测的随机数，在解决这一问题方面显示出巨大的前景。

许多潜在QRNG架构的原理性实现已经得到证实。然而，要成为现有随机数生成器的可行替代方案，不可预知性不能是唯一的优点，还必须考虑大规模制造的难易程度、硬件集成度和生成率。

想要广泛使用QRNG，就必须缩小实验室一次性实施与大规模制造之间的差距。这就需要实现该技术与大规模生产相兼容。此外，在设计过程中优化尺寸、重量和功耗也很重要。而仅基于芯片的解决方案有望满足所有这些要求。因此，这种技术的发展对于实现大规模市场应用至关重要，这将是实现量子就绪经济不可或缺的一部分。

东芝已经开发出能将其QRNG的光学熵核心(OEC)完全集成到微型半导体芯片中的技术。这些芯片没有光学输入或输出，因此更容易嵌入到硬件系统中，它们也不需要将光纤与芯片进行校准。此外，这些芯片比基于光纤的同类产品要更小、更轻、功耗更低。更重要的是，它们可以使用半导体行业的标准技术在同一半导体晶圆上大量并行制造。

此外，东芝还开发出了能将其OEC封装在与表面贴装技术兼容封装在一起的技术，而表面贴装技术在电子印刷电路组装行业中是普遍存在的。这一进步是实现东芝QRNG批量生产的关键。

东芝欧洲公司的量子技术负责人Andrew Shields表示： “量子过程完全不可预测，因此非常适合生成高质量的随机数。 在半导体芯片中实现这一设计可以大规模制造这种量子随机数发生器，它在密码学、数字建模和游戏领域有许多潜在的应用。”(编译:Tmac)