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需求背景

随机数是一种重要的基础资源，在信息安全、密码学、科学仿真等众多领域以及日常生产生活中都有着广泛的应用需求。量子随机数发生器是基于量子物理原理产生真随机数的系统，具有不可预测性、不可重复性和无偏性等特征，是量子通信系统中的关键核心器件。

真随机数的应用范围不仅局限于量子保密通信领域，在诸如数值模拟、密码学、安全通信、市场风险评估、博彩等许多科学和社会领域有广泛应用,并且应用领域在不断增加。国外已经形成一定规模的量子随机数研究机构，并逐渐形成相应的行业体系。国内高校以及一些研究机构也对量子随机数发生器进行了早期研究，在市场上也逐渐出现一些低速的量子随机数产品。但国内，量子随机数的行业标准规范以及对量子随机数的检测规范目前尚属于空白阶段。所以研究高速率的量子随机数发生器具有非常大的研究意义与实用前景。

需解决的主要技术难题

目前国内使用的真随机数绝大部分是基于热噪声原理，其速率最大只有20Mbps，如果服务器需要1Gbps随机数吞吐率，则需要大约400片的随机数芯片拼凑才能完成，导致系统成本急速上升，稳定性下降，体积难以压缩等问题，严重制约了后端服务系统的发展。因此需要解决随机数生成速率的问题。

期望实现的主要技术目标

随机数产生速率达到10Gbps的速率。随机数质量达到国密检测规范、NIST随机性检测标准等的要求。

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