Ученые создали генератор случайных чисел на основе полупроводникового лазера

Последовательности случайных чисел используются при решении многих практических задач компьютерного моделирования, криптографии и статистики. Для их получения применяются всевозможные непредсказуемые физические процессы (к примеру, радиоактивный распад ядер), но современные компьютеры предлагают настолько высокую скорость обработки данных, что традиционные методы генерации попросту «не успевают» подготовить необходимое количество чисел. Решить проблему удалось объединенной группе ученых из Университета Такусёку, Университета Сайтама и компании NTT (все — Япония): созданный ими генератор на основе полупроводникового лазера выдает случайные числа со скоростью до 1,7 Гбит/с.

«Мы показали, как можно значительно повысить производительность генераторов случайных чисел, используя происходящие в лазерах процессы, — отметил один из авторов работы, Ацуси Учида (Atsushi Uchida), в интервью сайту PhysOrg.com. — Достигнутая нами скорость превосходит все ранее полученные результаты». Ученый не лукавит: ближайшие преследователи отстают от рекордного показателя приблизительно на порядок.

Секрет метода заключается в том, что часть излучения отражалась обратно в сторону лазера с помощью внешнего рефлектора. В результате интенсивность излучения начинала колебаться, а длины его волн охватывали более широкий диапазон значений. Экспериментальная установка состояла из двух независимых лазеров, свет от которых направлялся на фотоприемники (устройства, преобразующие падающее на них излучение в электрический заряд), подключенные к АЦП. Последовательности случайных чисел ученые снимали с выходов АЦП.

В будущем исследователи надеются усовершенствовать метод и увеличить скорость генерации чисел до 10 Гбит/с.