在量子技术蓬勃发展的前沿领域，微云全息(NASDAQ: HOLO)近期推出了一项创新性的研究成果——一个完全基于量子行走的叠加和纠缠特性的量子随机数生成器（QRNG）。
量子行走作为一种量子态的演化过程，具有独特的叠加和纠缠特性。微云全息正是巧妙地利用了这些特性来构建QRNG。量子行走能够提供多种优势，其中从单个量子比特生成多个比特的能力尤为引人注目。在传统的随机数生成方式中，从单个比特源获取多个比特存在诸多限制，而量子行走打破了这种局限，极大地提升了随机数生成的效率和灵活性。
在任何实际系统中，量子行走的应用都存在一定的限制。实际的极限主要由实验可实现的量子行走步数所决定。例如在核磁共振、捕获离子、冷原子、光子系统等实验场景中，量子行走步数的实现受到多种因素制约，如实验设备的精度、环境噪声的干扰等。然而，微云全息通过深入的分析和数值模拟发现，尽管存在这些限制，量子行走动力学依然能够显著增强粒子初始状态的随机性。
微云全息在研究中考虑了量子系统中随机性量化的一种特殊形式，即测量的固有随机性，这种随机性已被量化为相干测量。通过对相干测量的研究，微云全息进一步澄清了量子相干的操作方面。量子相干是量子系统区别于经典系统的重要特性之一，对其操作方面的深入理解有助于更好地利用量子特性来实现随机数的生成。
由于微云全息提出的QRNG协议完全基于离散时间量子行走（DTQW）动态，因此在位置和硬币空间中都需要包含良好的随机性度量。在量子行走的理论框架中，硬币空间和位置空间是两个关键的概念。硬币空间类似于传统随机过程中的概率分布，而位置空间则描述了粒子在空间中的位置状态。
为了评估与硬币空间相关的随机性，微云全息采用了一种特定的方法。首先，需要从密度矩阵中追踪出与位置空间相关的希尔伯特空间的一部分。密度矩阵是量子力学中描述量子系统状态的重要工具，通过对其进行操作，可以提取出与特定空间相关的信息。在追踪出位置空间相关部分后，从简化的密度矩阵中，微云全息可以计算出在方法部分中描述的随机性。这种计算方法基于量子信息论中的相关理论，能够准确地量化硬币空间中的随机性。
类似地，通过追踪硬币空间，微云全息可以计算与位置空间相结合的随机性。通过对这两个空间随机性的分别计算和综合分析，能够全面评估基于量子行走的QRNG的随机性质量。这种对位置和硬币空间随机性的双重考量，使得微云全息提出的QRNG在随机性生成方面更加全面和可靠。
与传统的随机数生成方法相比，微云全息基于量子行走的QRNG具有明显的优势。传统随机数生成器往往受到算法和硬件的限制，其生成的随机数在随机性和不可预测性方面存在一定的局限性。而基于量子行走的QRNG，利用量子系统的固有特性，能够生成真正意义上的随机数，其随机性不受经典算法的约束，具有更高的安全性和可靠性。
在实际应用中，微云全息的QRNG具有广泛的应用前景。在密码学领域，随机数的安全性和随机性是加密算法的关键。基于量子行走的QRNG能够为加密算法提供高质量的随机密钥，增强密码系统的安全性，有效抵御各种形式的攻击。在科学计算、模拟仿真等领域，高质量的随机数也能够提高计算结果的准确性和可靠性，为科研工作提供有力支持。
未来，微云全息(NASDAQ: HOLO)将继续深入研究基于量子行走的QRNG技术，不断优化算法和实验方案，突破实际应用中的限制，进一步提升QRNG的性能和稳定性。
