维度网讯，弗劳恩霍夫光子微系统研究所（Fraunhofer IPMS）推出名为Q-Dice的量子随机数生成器（QRNG），该设备通过测量量子真空涨落来获取真正的随机数，生成速率超过4吉比特/秒（Gbit/s）。

传统随机数生成方法本质上依赖算法，容易受到攻击。相比之下，Q-Dice的量子效应不可预测且不可影响，能够提供更高的数据速率，特别适用于安全关键型应用。生成的随机数已通过德国联邦信息安全局（BSI）AIS 20/31标准以及NIST SP 800-22测试套件等国际公认程序的验证。

真正的随机性是现代密码学和安全关键系统的核心前提，确定性或不安全的随机数生成器可能导致加密和认证环节出现漏洞。通过测量固有不可预测的量子真空涨落，Q-Dice可为安全通信、数据加密（如通过量子密钥分发QKD或后量子密码学PQC）、认证与访问管理以及大规模模拟等应用生成量子熵。

该系统在设计上高度注重安全需求，满足BSI依据AIS 20/31的严格要求，并被评为EAL3级（评估保证等级）和PTG 3级（物理随机数生成器），证明了其安全性。

弗劳恩霍夫IPMS数据通信与计算部门负责人亚历山大·诺阿克（Alexander Noack）表示，借助Q-Dice，高质量的量子随机性变得实用且易于获取。该技术既可作为坚固的19英寸机架系统用于自有基础设施，也可通过在线熵即服务平台提供，大幅降低了量子安全技术的使用门槛。

为确保最大可靠性，弗劳恩霍夫IPMS将所有核心能力整合在内部，实现了从光子学到系统集成的连贯开发。这包括激光器与光学前端系统的设计以稳定产生和控制量子噪声，低噪声模拟前端（AFE）用于检测量子真空涨落，高速数据采集（模数转换ADC）以及基于FPGA的随机提取和后处理，以及带有高吞吐量接口（包括10 Gbit/s以太网）的系统集成。该研究所称，这种端到端方法确保了对熵提取质量、稳定性和性能的精确控制，同一物理噪声源构成了基于硬件和基于云的量子熵访问的基础。

在部署方式上，弗劳恩霍夫IPMS提供两种配置的Q-Dice。硬件版本为Q-Dice 19英寸机架系统，适用于数据中心和本地部署，随机比特率为4.1 Gbit/s，提供10G以太网接口（可根据要求提供其他接口），并依据BSI AIS 20/31及NIST SP 800-22进行了评估。另一种是在线QRNG按需服务（熵即服务），通过安全的在线接口提供对量子生成随机性的直接访问，无需特殊硬件安装，支持快速评估、原型开发以及将量子熵可扩展地集成到软件系统和云应用中。

随着技术进入实施阶段，诺阿克表示，目标是共同提高数字时代安全性和信任度的标准，并邀请合作伙伴测试该技术并共同开发实际应用。

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