在數碼世界中，並不存在完美的隨機變數。傳統計算機依賴可預測的數學公式和確定性代碼，這種結構化的方法容易被精明的黑客或未來的量子計算機逆向工程。為瞭解決這一問題，德國弗勞恩霍夫光子微系統研究所（Fraunhofer IPMS）推出了 Q-Dice，這是一種快速的下一代量子隨機數生成器（QRNG）。它通過測量固有不可預測的量子真空波動來產生真正的隨機數，從而使其免受算法漏洞的影響。
然而，對於網絡安全而言，這一技術的重大里程碑在於其速度。Q-Dice 以每秒 4.1 吉比特（Gbit/s）的速度生成真正的隨機數。“通過 Q-Dice，我們使高品質的量子隨機性實用化和可獲得，”弗勞恩霍夫 IPMS 數據通信與計算部門主管亞歷山大·諾克（Dr. Alexander Noack）表示。“無論是作為集成於您自己的基礎設施的堅固 19 吋機架系統，還是通過我們的在線 Entropy-as-a-Service 平台，我們都在消除採用量子級安全性的障礙，”諾克補充道。
Q-Dice 提供高效的量子隨機數生成解決方案
驗證質量現代網絡安全的生死存亡取決於真正的隨機性。當隨機數生成器脆弱或可預測時，黑客便能輕易突破加密和身份驗證系統。為了保護現代加密系統免受可預測數據的漏洞影響，弗勞恩霍夫 IPMS 開發了 Q-Dice，該系統從不可預測的量子真空波動中提取真正的隨機性。該系統為下一代加密（如量子密鑰分發和後量子密碼學）、安全通信和大規模模擬提供安全的量子熵。弗勞恩霍夫 IPMS 通過提供 Q-Dice 的兩種部署模式，填補了實驗物理學與商業 IT 基礎設施之間的空白：一種是配備 10G 以太網端口的 19 吋機架式硬件設備，
適用於本地數據中心；另一種是基於雲的 Entropy-as-a-Service（EaaS）平台，允許開發者通過 API 即時流式傳輸真正的量子隨機性，以便快速原型設計和可擴展的軟件集成。
安全合規性也被深度融入其中。該系統已通過德國聯邦信息安全辦公室（BSI AIS 20/31）和全球 NIST SP 800-22 套件的嚴格測試，並獲得官方的 PTG.3 物理真隨機性認證，證明該設備無法被外部行為者操控或預測。
內部能力該系統消除了對脆弱數學算法的依賴，並為安全關鍵應用（如後量子密碼學和安全通信）提供了高數據速率。弗勞恩霍夫 IPMS 在內部維護整個建構流程，從激光器到真空波動的模擬傳感器均由其定製製造。此外，該研究所負責其高速度 ADC 數據採集、基於 FPGA 的隨機性提取，及 Qualcomm 量 10 Gbit/s 以太網連接的全系統集成，確保信號質量和加密安全的絕對控制。
隨著網絡安全為後量子世界做好準備，標準加密密鑰將變得過時，Q-Dice 提供了一條具體的防禦線。
該研究所指出，“安全的在線接口提供直接訪問量子生成的隨機性，而無需專用硬件安裝。此服務使量子熵能夠快速評估、原型設計及可擴展地集成到軟件系統和基於雲的應用中。”目前該研究所已進入試點階段，並積極招募企業合作夥伴，將這一宇宙混沌整合進日常企業技術中。
