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李晓文在物理随机数发生器设计方面取得突破性进展
我系李晓文副教授与马里兰大学合作者最近在物理随机数发生器设计方面取得了突破性进展。她们设计了一个多通道、互相独立的、高速物理随机数发生器,利用超发光二极管放大自发辐射的宽频光学噪声,通过两个透过率互不重叠的光学滤波器分出两路信号,每个通道的比特率可以达到10G/s。利用这种并行随机比特的方法同时产生多个比特,极大地提高了随机数发生器的产生速率及升级能力。 此前,人们曾提出了代数(软件方法)及基于元胞自动机(硬件方法)的并行伪随机数发生器。李晓文等第一次证明,从单个光噪声源,不需外部光学放大及增益,即可同时得到多个独立的比特流。这是迄今为止第一个并行输出的物理真随机数系统,向基于芯片的超快并行物理随机数发生器迈出了重要一步。另外,通过使用更多的滤波器,并行输出的通道数目最少可以达到20个,累计比特率可以达到200G/s。 随机数发生器在商业及科学领域有广泛的应用,包括安全密钥的产生、通讯、博弈及蒙特卡洛计算。高性能计算机并行计算提出了使用并行随机数的需求,该方案采用了商品化光电器件,很容易集成化为芯片,以制作为计算机应用的高性能的随机数发生器。 日前,专门介绍科学中New insight的美国媒体《VerticalNews》撰文对该项研究成果进行了报道( http://electronics.verticalnews.com/articles/5117861.html)。
附件: Scalable Parallel Physical Random Number Generator Based on a Superluminescent LED Report VerticalNews
物理学系办公室 2011年04月26日