資料圖：解放軍指揮員使用加密設備進行通訊

　　資料圖：隨機數表

　　本報訊 日前，中科院蘇州納米所張耀輝團隊與以色列Bar-Ilan大學Kanter團隊合作，研制出基于半導體超晶格室溫自發混沌振蕩的實用化高速真隨機數發生器。該研究結果日前發表于《物理評論快報》。同時，美國物理學會網站也以《超高速隨機數》為標題對其予以專門介紹。

　　由于超晶格具有負微分電導效應特性，許多與空時非線性效應相關的物理現象都能在超晶格中觀測到，如靜態電場疇、周期性自激振蕩、自發混沌振蕩等。但是，這些現象只能在液氮溫區以下的低溫環境中才能觀測到，嚴重限制了超晶格的實用化推廣。

　　張耀輝團隊采用中科院院士夏建白早年的理論計算結果，通過優化超晶格材料組分、器件結構和器件制備工藝，在中科院半導體所研究員馬文全的分子束外延設備上生長出GaAs/AlGaAs半導體超晶格結構，并首次在室溫下觀測到超晶格的自發混沌振蕩和準周期自激振蕩。同時，首次在自治非線性系統（不含隨時間變化驅動的系統）實驗中發現了準周期自激振蕩。

　　在上述發現的基礎上，張耀輝團隊研制出在室溫下帶寬可達GHz以上、振蕩幅度0.4伏、器件直流偏置電壓小于5伏的超晶格自發混沌振蕩器，并以該振蕩器作為寬帶物理噪聲源，與Kanter團隊合作研制出速度達到80Gbits/s的實用化高速真隨機數產生器。

　　該高速真隨機數發生器通過高速模數轉換器，直接把大信號噪聲轉換成數字信號，再通過對數字信號處理生成隨機數序列，其隨機性通過了美國國家標準局所提供的標準要求測試。與激光混沌、單光子噪聲等其他類型的物理噪聲源相比，該器件具有系統簡單、速度快、體積小、功耗低、成本低而耐干擾、易于與主系統兼容集成等優點。

　　目前，該超晶格混沌真隨機數發生器已達到實用化水平，可望廣泛應用在密碼學、通信和國家信息安全等領域。（記者 張楠 通訊員 李文）