طراحي و شبيه سازي يك مولد اعداد تصادفي تركيبي ارتقا يافته در آتوماتاي سلولي نقطه‌كوانتومي با به كارگيري ساختارهاي فراپايدار

مولدهاي اعداد تصادفي (RNG) در بسياري از كاربردها نظير ارتباطات ايمن، مورد توجه قرار گرفته اند. در اين ميان، ساختارهاي مبتني بر ثبات انتقال داراي بازخورد خطي (LFSR) به دليل سادگي ساخت مورد توجه بيشتري قرار گرفته اند. در عين حال، دنباله خروجي اين دسته از ساختارها، متناوب و قابل پيش بيني است. در اين مقاله با هدف افزايش ميزان تصادفي بودن خروجي مولدهاي مبتني بر LFSR، يك ساختار تركيبي جديد در فناوري آتوماتاي سلولي نقطه‌كوانتومي (QCA) ارائه شده است. در ساختار مولد اعداد تصادفي پيشنهادي، بخشي از مسير حلقه بازخورد خطي، در حالت فراپايدار قرار داده شده است. اين بخش فراپايدار پس از قرارگيري در يكي از دو منطق اصلي، سبب ايجاد يك خروجي كاملاً تصادفي و غير متناوب شده است. رفتار ساختار پيشنهادي، با استفاده از نرم افزار QCADesigner بررسي و شبيه سازي شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه ساختار پيشنهادي در مقايسه با ساختارهاي RNG متداول، علاوه بر اينكه خروجي غير متناوب و تصادفي‌تري توليد مي‌نمايد (آنتروپي نزديك به 99% توسط آزمايش آماري NIST)، به سادگي نيز قابل پياده‌سازي است. ساختار پيشنهادي به صورت تك لايه و با به كار گيري تنها 248 سلول پياده‌سازي شده است و فضايي برابر با μm^2 32/0 اشغال مي‌كند.