宽带混沌激光：10 Gbit/s高速全光随机数生成新突破

本文报道了2011年太原理工大学物理与光电工程系课题组在宽带混沌激光领域的一项重要研究成果。研究人员成功地利用外光注入反馈半导体激光器产生具有16.8 GHz带宽的混沌激光，将其作为物理熵源，实现了高速随机数的产生。他们采用混沌信号的1位模数转换技术，实现了硬件随机数生成速度高达2.87 Gbit/s。这一突破性的技术不仅克服了传统电子器件带宽限制，还使得随机数可以直接与光通信网络信号兼容，从而用于加密等应用。 研究人员进一步探索了8位模数转换技术，以提升随机数的提取速率，理论上可以达到1 Gbit/s。他们的目标是提高随机数的生成速度，以满足信息安全系统对随机性强、性能高的需求。在NIST（美国国家标准与技术研究院）和国际通用随机数检测程序ENT的严格测试下，课题组提出的全光随机数产生方案表现出极高的随机性和实用性。 混沌激光的特性使得这种随机数生成方式更具天然优势，因为混沌系统的行为不可预测，这确保了生成的随机数序列在理论上难以复制或预测。混沌激光的应用展示了半导体激光器在光通信和信息安全领域的潜在价值，为未来高速、安全的随机数生成技术提供了新的思路。 总结来说，这项研究不仅推进了光电工程领域，特别是在高速随机数生成技术方面，而且对于保障信息安全，特别是加密技术的发展具有重要意义。随着计算机运算能力的提升，对随机数质量的要求也将不断提高，这项工作为解决这一挑战提供了创新的解决方案。