La-ze bán dẫn tạo ngẫu số tốt hơn

E-mail | Bản in | Lưu xem sau

Một nhóm các nhà khoa học dường như đã phát hiên ra một phương cách mới cho vấn đề này. Họ phát hiện ra rằng sự hỗn độn vật lý trong tia la-ze bán dẫn-ánh sáng la-ze tạo ra bằng cách dùng một chất bán dẫn làm trung tâm-có khả năng tao ra các dãy số ngẫu nhiên chất lượng tốt với tỷ lệ rất cao.

Các nhà khoa học từ đại học Takushoku, Saitama và tập đoàn NTT đã thực nghiệm thành công tỉ lệ ngẫu số lên tới 1,7 megabiyte mỗi giây (Gb/s), gấp 10 lần tỷ lệ tốt nhất xếp sau nó và được tạo ra bằng một hiên tượng vật lí. Báo cáo kết quả nghiên cứu của họ được đăng tải trên số phát hành tháng 12 của tạp chí Nature Photonics.

“Chúng tôi đã chỉ ra rằng hoạt động của các máy tạo ngẫu số sẽ được cải thiện rất nhiều bằng cách sử dụng thiết bị la-ze để tạo ra sự xáo trộn tín hiệu”, đồng tác giả Atsushi Uchida thuộc đại học Saitama cho biết. “Kết quả đạt được nhanh hơn nhiều so với việc tạo ngẫu số sử dụng nguồn vật lý trước đây.”

Rất nhiều lĩnh vực và nhiều ứng dụng có thể hưởng lợi từ nhiên cứu này bao gồm các mô hình điện toán để xử lý các bài toán trong y học nguyên tử, thiết kế đồ họa vi tính và kể cả tài chính. Ngẫu số cũng rất quan trọng đối với an ninh mạng internet.

Tạo ra các con sô ngẫu nhiên bằng các nguồn vật lý đơn giản như tung đồng xu hay quay xúc xắc-được ưa chuộng hơn các phương pháp khác như tạo ra bằng máy tính chẳng hạn-vì chúng cho ra các ngẫu số gần như lý tưởng mà không thể dự đoán và không thể tái sản sinh và không thiên về một mẫu thống kê nào.

Công nghệ la-ze mà và các đồng nghiệp nghiên cứu có thể là nguồn vật lý cực đỉnh nếu chúng được xáo trộn. Trong trường hợp này, hỗn số được tạo ra bằng phản chiếu một phần ánh sáng la-ze trở lại tia la-ze dùng gương phản xạ bên ngoài. Nó sẽ gây ra sự xáo trộn làm cho cường độ ánh sáng dao động mạnh hơn.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một cặp tia la-ze bán dẫn trong thiết lập thử nghiệm của mình. Mỗi tia được nối kết với bộ tách quang-thiết bị rất nhạy và đo được ánh sáng, và mỗi bộ tách quang này lại được gắn với một bộ chuyển đổi sang tín hiệu số tương ứng  (ADC), thiết bị lấy mẫu tín hiệu ánh sáng vật lý chuyển sang kết quả bằng số. Trong trường hợp đó, các bộ đổi cụ thể chuyển đổi các tín hiệu thành các số nhị phân rất phù hợp với máy tính và thao tác dữ liệu tốc độ cao.

Thử nghiệm của nhóm nghiên đã đạt đến bit rate 1.7 Gb/s,  dù tương lai cấn phát minh ra các loại ứng dụng la-ze phải đạt tỉ lệ lên đến 10 Gb/s.

(Theo PhysOrg - Sở KHCN Đồng Nai )