近日，新加坡南洋理工大学研究团队与美国耶鲁大学、爱尔兰都柏林三一学院联合开发了一种用于生成随机数的激光系统。该系统生成随机数的速度比当前的计算机技术快了近100倍。

据悉，随机数生成器是上述三所大学的科研人员联合开发，并由南洋理工大学完成系统的制造。对于依靠数字相联的当今世界，全新随机数生成系统的问世无疑是一个好消息，为未来更安全便捷的数字加密技术提供了坚实基础。

■研究团队设计的系统记录激光束发射并相互作用产生的图案，再由图案生成一系列随机数

在日常生活中，随机数的用途十分广泛，比如当我们在使用电子商务和网上银行时，就需要用到生成数据的加密密钥和临时密码。该激光器系统使用了一个沙漏形状的腔体生成随机图案，图案则是由腔体内相互反射和作用的光线所形成。通过读取图案，该系统可以同时生成许多序列的随机数。

研究人员发现，由于光线在腔体中相互反射和作用的方式不可预测，因此得到的任意两个数字序列都是不同的，这就像世界上没有两片雪花是相同的一样。该系统采用的激光器长度只有1mm，比如今绝大多数的激光器都小很多，可谓是芯片级激光器。但这种芯片级激光器却具有高能效，仅需1安培电流即可让其运行，并且还能通过家用电源插座使用。

此后，研究团队采用两种测试验证了随机数生成器系统的可靠性，其中一项测试是由美国国家标准技术研究院完成。2021年2月26日，研究团队的论证结果发表在权威期刊《科学》杂志上。

■Wang Qijie教授手拿随机数生成系统装置

这项研究工作是由南洋理工大学电子电气工程学院、物理与数学科学学院以及光子学研究所的Wang Qijie教授领衔。他表示，目前由计算机生成随机数的方式具有速度快和成本低的优点，但这种方式却容易受到黑客攻击。如果黑客能预测随机数的生成算法，那就能预测未来生成的数字序列。新激光系统生成随机数的方式更安全，因为生成数字的过程是不可预测的，即使复制同一台设备，两台设备生成随机数的结果也不一样。

作为随机数生成系统的设计师之一，南洋理工大学物理与数学科学学院的研究员Zong Yongquan博士谈到：“我们的系统超越了当前的随机数生成器，因为这种方法可以同时生成更多的随机信息序列，速度也更快。”

研究团队开发的新系统能在每秒钟生成250兆兆字节的随机数位，这比当前计算机随机数生成器快了100倍。如果以这种速度生成数据，那么美国国会图书馆的信息数据生成能在12秒内就能完成，速度之快让人惊叹。

目前，研究团队正尝试将激光器集成到紧凑型芯片中，并让其产生的随机数能直接导入计算机，期望能在不久的将来投入使用。