Генератор случайных чисел - это устройство генерирующее последовательность случайных чисел изменяющихся с помощью параметров протекающего физического процесса генерации. В нашем случае на процесс генерации будут влиять квантовые явления.
Генераторы случайных чисел показывают себя как перспективная и востребованная технология будущего для большого спектра областей. Первое - это шифрование данных, которое можно дешифровать только квантовыми вычислителями.И второе - это изучение квантовых явлений в научных лабораториях. Этими областями спрос на генераторы случайных чисел не ограничивается.
Новый метод генерации истинно случайных чисел был представлен группой российских, британских и немецких ученых. Он использует квантовые свойства фотонов, которые невозможно предсказать и тем более подделать. Также был предложен метод сертификации полученных случайных чисел в реальном времени со скоростью более 8 Гбайт/с. Схема квантового генератора случайных чисел представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема установки использующая квантовый генератор случайных чисел. Получаемые измерения попадают на аналого-цифровой преобразователь, связанный с FPGA. VATT, регулируемый оптический аттенюатор; PD, фотодиод; FPGA, программируемая логическая интегральная схема.
Установка выглядит следующим образом. Лазер (источник фотонов) подает излучение на порт первого светоделителя. На второй порт ничего не подается. На выходах светоделителей расположены фотодетекторы. Светоделители симметричные, поэтому фотон с одинаковой и непредсказуемой вероятностью попадает на один из детекторов. Датчики передают сигнал на АЦП, а потом на интегральную схему, которая подсчитывает фотоны и генерирует случайное число. Истинность подтверждается несимметричным светоделителем и фотодетектором, которые считают фотоны, пришедшие в систему.
Рисунок 2. Блок-схема электронной части генератора случайных чисел.
Пример использования такой системы — это услуга квантового шифрования мобильных звонков запущенная в Китае.
В статье описывается биочип, сочетающий электрод для определения концентрации фенилаланина и микрофлюидный модуль для регистрации скорости потоотделения, изготовленный с использованием лазера. Биочип используется для неинвазивного мониторинга состояния пациентов с метаболическими нарушениями.
В статье описана генерация сверхширокого плоского суперконтинуума (350-1750 нм) с одномодовым поперечным профилем в видимом диапазоне. Для накачки микроструктурированного оптического волокна используется лазер с длиной волны 1064 нм, вторая гармоника накачки генерируется непосредственно в волокне.
В статье приводится применение и основные параметры одночастотных лазеров. Сравниваются лазеры CNI серии MSL с известными европейскими и американскими производителями.
В статье описан метод генерации суперконтинуума, расширенного в видимый диапазон. За счет четырехволнового смешения накачка 1064 нм создает антистоксовы и стоксовы компоненты на 831 нм и 1478 нм. Фазовый синхронизм обеспечивается благодаря микроструктурированному мультимодальному волокну особой конструкции.
В статье описывается усовершенствование метода лазерно-водоструйной обработки: добавление коаксиально-кольцевой аргоновой струи, мгновенно очищающей отверстие от образующегося осадка. Таким образом сохраняется высокий объем абляции при создании глубоких отверстий в сложно обрабатываемых материалах.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3
