九州量子北京研發中心正在這三個方向上尋找突破. 此前九州量子北京研發中心主任, 英國牛津大學工程科學系博士黃蕾蕾在接受採訪時表示, 他們的目標是研發出世界上速率最快的量子隨機數發生器, 並持續優化, 將設備做得更小更便宜.
量子隨機數生成器 (以下簡稱發生器) 在整個QKD系統中處於中間端, 起的作用是對雷射器發射的單光子進行隨機數調製加密和解密, 其關鍵作用不言而喻.
用普通晶片做出現有量子同類產品相同性能
九州量子基於相位雜訊與真空漲落生產出兩種不同原理的產品. 從一開始, 他們就瞄準高速, 準備做Gbps的速率. 往高端化發展的同時, 也會針對不同的用戶需求推出不同檔次的產品.
'高性能的產品, 可能會用在一些大型伺服器上. 而比較終端的一些設備, 用不了那麼多隨機數, 就可以使用成本第一點性能低一點的, ' 北京研發中心的研發工程師張大鵬向我們介紹.
要降低成本, 需要從源頭上的選型開始把握, 然後優化設計, 在這個過程中需要考慮到所用的物料, 還有生產製造過程. 這需要熟悉整個流程, 有實際工程經驗, 了解採購渠道的工程師才辦得到.
在隨機數發生器中, 晶片其實發揮著重要作用. 目前關鍵晶片主要依賴國外進口, 很多是限售品, 不僅成本貴, 而且難以大規模量產. '量子資訊領域很多論文中使用的晶片在國際上實際對中國禁運, 而且不少關鍵器件雖然性能優良但價格非常高. 要實現真正的產業化, 就要用合理的成本, 通用的晶片和常見的器件實現滿足客戶需求的性能, 甚至是一些和論文中類似的性能. 但不能一味追求性能指標的最高化, 那更多是學術上的要求. 我們是衝著產業化來的. ' 黃蕾蕾說.
九州的目標是用市面上可以買到的普通晶片, 研發出一款穩定的隨機數發生器, 同時保證性能不低於甚至優於同類產品.
升級產品安全程度, 提高產品運行性能
據了解, 量子隨機數發生器主要由三個模組組成: 光源, 光電探測器和數字電訊號處理電路板.
整個加密過程是這樣的: 通過對光源的量子雜訊的探測, 將光訊號轉換成為電訊號. 此後, 數字電訊號處理電路板將電訊號隨機轉換成以0和1表達的數字訊號, 由FPGA進行即時數據後處理.
'初期的技術難關已經攻克了, 目前已經做出了產品樣機. 下一步考慮怎麼樣把它小型化, 低成本化. ' 黃蕾蕾博士向我們介紹, '但我們同時也會往高端方向走, 做更高安全等級的的量子隨機數發生器, 比如像源和測量器件無關的量子隨機數發生器. '相較於國內高速量子隨機數發生器的研究領域, 九州量子已躋身眾多優秀研究團隊的發展前列.
據了解, 九州量子目前研製出的這款隨機數發生器運行速度頗佳, 同時它還具備工作環境簡單, 高可靠性, 高質量隨機數生產保證, 高整合性的特點. 產品還具有可熱插拔性, 在插入/移除的過程中具有高可靠性, 對正在操作使用中的網路不會產生任何影響.
對於未來, 北京研發中心負責人黃蕾蕾表示, 九州量子隨機數發生器的設計目標主要瞄準安全性. 發生器的安全程度主要分為兩種, 一是設備無法被破壞者或者窺探者控制; 另一種是即使設備被控制, 生產出來的隨機數也是安全可靠的. 接下來的目標是進一步優化, '在這方面我們有信心' , 黃蕾蕾表示.