طراحی و شبیه سازی یک مولد اعداد تصادفی ترکیبی ارتقا یافته در آتوماتای سلولی نقطه‌کوانتومی با به کارگیری ساختارهای فراپایدار

مولدهای اعداد تصادفی (rng) در بسیاری از کاربردها نظیر ارتباطات ایمن، مورد توجه قرار گرفته اند. در این میان، ساختارهای مبتنی بر ثبات انتقال دارای بازخورد خطی (lfsr) به دلیل سادگی ساخت مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. در عین حال، دنباله خروجی این دسته از ساختارها، متناوب و قابل پیش بینی است. در این مقاله با هدف افزایش میزان تصادفی بودن خروجی مولدهای مبتنی بر lfsr، یک ساختار ترکیبی جدید در فناوری آتوماتای سلولی نقطه‌کوانتومی (qca) ارائه شده است. در ساختار مولد اعداد تصادفی پیشنهادی، بخشی از مسیر حلقه بازخورد خطی، در حالت فراپایدار قرار داده شده است. این بخش فراپایدار پس از قرارگیری در یکی از دو منطق اصلی، سبب ایجاد یک خروجی کاملاً تصادفی و غیر متناوب شده است. رفتار ساختار پیشنهادی، با استفاده از نرم افزار qcadesigner بررسی و شبیه سازی شده است. نتایج نشان می‌دهد که ساختار پیشنهادی در مقایسه با ساختارهای rng متداول، علاوه بر اینکه خروجی غیر متناوب و تصادفی‌تری تولید می‌نماید (آنتروپی نزدیک به 99% توسط آزمایش آماری nist)، به سادگی نیز قابل پیاده‌سازی است. ساختار پیشنهادی به صورت تک لایه و با به کار گیری تنها 248 سلول پیاده‌سازی شده است و فضایی برابر با μm^2 32/0 اشغال می‌کند.