信息是我们这个时代最宝贵的资源之一。 信息有帮助吗？ 这个问题是修辞。 当然可以 但是落入不当之手，可能会造成伤害。 这就是为什么使用各种方法，技术和数据加密算法的原因。 毕竟，在网络上购买商品后，您不希望您的账单信息陷入骗局。 但是，并非所有算法都一样好。 数据保护和黑客（为简单起见，我们将所有数据窃贼称为“窃贼”）始终相互协作。 随着新的加密方法的出现，规避它的新方法也出现了。 但是，如果有无法破解的算法怎么办？ 这是由量子随机数生成器提供的。 英国布里斯托大学的研究人员开发了一种新的加密设备-一种1 mm
2的芯片，该芯片使用光子生成数字。 新产品的另一个显着特点是其速度-超过1 Gbit / s。 您必须克服哪些困难？与其他设备相比，该特定设备的优势是什么？我们的数据将有多安全？ 我们将在研究人员的报告中寻找这些和其他问题的答案。 走吧
设备的工作原理新设备的基础是硅光子学原理，可以夸大地描述如下：电信号流通过发射器，在发射器中被转换为光信号。 然后信号进入接收器，在接收器中被转换回电信号。
从示意图上看，它看起来像这样：
使用这项技术，可以将波导集成到硅中，从而将光（光信号）引导通过芯片，并且在整个过程中不会出现光损耗。 结果，这样的波导可以与以非常高的速度操作的内置检测器组合以将光信号转换成信息。
如果无法预测或计算加密算法，则信息受到的保护会更加可靠。 该设备利用了以下事实：在某些条件下，激光将随机发射光子。 任何激光的发射光都是
感应*和
自发*辐射的组合。
感应辐射* -在感应光子的影响下，当系统从一种状态传递到另一种状态时，会产生一个新的光子。 夸张的可以称为故意辐射。
自发辐射* -电磁波通过系统自发发射的系统，将其转换为平静状态。
下面是该设备及其说明的示意图。
二极管激光器用于产生辐射。 一小部分光被引导到偏振控制器，在那里，光被收集在测试波导中以检查损耗。 然后，世界其他地区将被发送到偏振控制器，并
与Mach-Zehnder干涉仪级联
*连接 。
马赫曾德尔干涉仪* -用于调制光的强度，而与偏振无关。
第一个和最后一个干涉仪起定制分束器的作用。 中心点将
相位波动*转换为
强度波动* 。
相位波动*是一种线性失真，它是由信号与载波频率的偏差引起的。
强度波动* -波浪携带的功率失真。
此外，在级联之外，有2个光电二极管。 其中之一用作校准干涉仪相位所必需的“调节器”。 通过向集成
移相器*施加电压来执行此过程。
移相器* -四端子设备形式的设备，其中在输入和输出的交流电压之间提供恒定的预定相移。
第二个光电二极管连接到具有侧向反馈（
OUStOS ）的运算放大器，该放大器将光强度的波动转换为电压波动（波动）。 后者又由示波器数字化以生成随机位。
工作速度为了建立设备的最佳
采样频率*，在有光信号和无光信号的情况下
*测量
光谱密度* 。
采样频率* -确定信号采样期间每1单位时间的信号数量。
光谱密度*是发射光谱的特征，它是狭窄频率间隔中的强度与间隔本身大小之比。
上图显示了这些测量的结果。 在这里，您可以看到非常明显的
暗噪声间隔
*高达约500 MHz的速度。 这与研究中使用的特定运算放大器以及电子设备的位置直接相关。
暗噪声* -像素内部以光子无关的方式热产生的电子数量的统计变化。 暗噪声与光子分数噪声*等效。
散粒噪声* -电气和电子设备电路中的电压和电流失真。
为了检查系统的运行情况，由于使用了凌力尔特公司（Linear Technology）的LT6268-10型运算放大器，因此OTSTOS的增益设置为5 kOhm。 其操作稳定在5 kOhm或更高。
而且，测量结果表明，光电二极管比OSTOS快一个数量级。 因此，模拟电压信号的频谱特性几乎完全由OTSTOS的速度决定。
上图还显示了一些峰值，主要在100 MHz范围内，这些峰值是环境噪声，不会以任何方式影响随机位的生成。
测量表明，潜在的生成速率约为2.8 Gbit / s。 如果使用速度更快的OSTOS，则该数字可以提高到10 Gb / s。
工作稳定任何系统的操作都充满某些困难，更确切地说，是可能会对系统稳定性产生负面影响的因素。 例如，在使用光纤时，任何轻微的温度变化都会改变光纤的长度，从而干扰干扰。
使用集成的光子学具有某些优点：器件的尺寸可能很小，并且其整体性也很高。 紧凑性使您可以将所有必要的细节组合在一个小芯片中。 但是坚固性避免了许多类型的不稳定。 当与不平衡干涉仪一起使用时，这种正特性特别有用，就像所描述的芯片一样。
该图清楚地表明了连续运行1小时后系统的高度稳定性。 每隔2-3分钟通过不平衡干涉仪的简单相位校准即可获得此结果（图中的
红线 ）。 如果未执行校准，则信号（
蓝线 ）保持稳定几分钟。
曲线图中
的黄线表示给定工作设备外部的光的偏振变化，通过归一化失真获得的信号。
因此，该装置不仅显示出产生真实随机数的优异结果，而且还显示出稳定的操作，而不受外部和内部因素的影响。
筹码的外观（硬币右侧为1便士，直径仅为20.3毫米）为了熟悉该设备其他特性的测试及其实现方法，我建议阅读科学家的报告。结语有时信息被称为世界上最有价值的货币。 如果有人偷了一个钱包，那很烦人，但不是致命的（通常）。 信息盗窃可能导致巨大的财务损失，甚至导致死亡。 这是不允许的，因此加密技术不会停滞不前并发展，从而在各个科学领域积累了新的发现。
但是可以绕开任何保护措施，对吗？ 也许由于上述惊人的发明，这一陈述将不会那么明确。 结合了难以置信的小尺寸，高生成速度和算法的绝对随机性，科学家设法创建了一种真正能够保护信息免受任何非法占有信息的设备。 这项技术在不久的将来将如何发挥其最大潜力并变得无处不在。 只有经过时间和“现场”测试，才能显示出这款微型芯片是否如其创造者所说的那样出色。
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