量子隧穿器件采用超晶格材料，由两种不同组分的薄膜以纳米级厚度交替生长形成。量子共振隧穿效应导致强非线性，宏观上表现为“负微分电导效应”。量子共振级联隧穿效应对材料制备工艺极为敏感，无法通过复制获得严格一致的晶圆。量子隧穿器件外部条件或结构的微小变化可以非常明显的改变器件输出特性。
量子隧穿器件由于其内部物理结构形成特定的物理系统，且该物理系统存在记忆效应及复杂动力学状态，导致物理函数关系极其复杂，符合物理单向函数特性。
物理不可克隆特性：量子隧穿器件易于制备却难以克隆仿造。
数学不可克隆特性：量子隧穿器件是多自由度变量的非线性系统且具有记忆效应，其动力学行为难以通过构建数学模型精确模拟（不可白盒建模）。
量子隧穿器件随机特性。量子隧穿器件的I-V特性曲线出现的电流平台和负阻区域是实现电流混沌振荡的必要条件。
量子隧穿的电流振荡来自畴边界的动力学行为，周期性移动的畴边界形成电流周期性振荡非周期性移动导致电流混沌振荡，对电流混沌振荡进行采样得到随机信号。
随机数发生器TL-R2-300M。通过对量子隧穿器件物理随机噪声特性的提取与后处理，产生高速率和高安全性的真随机数发生器。应用于：随机数种子生成、博彩、密码学、IT安全等。产品通过国家密码管理局商用密码检测中心《两类量子随机数生成器检测要求（修订稿）》检测。
量子隧穿器件孪生特性。晶圆相邻位置筛选出的孪生超晶格器件，具有极其相近的物理函数表现，在同一输入信号的激励下，物理函数输出近乎相同，相关系数超过95%。
孪生现象具有非常严格的条件, 必须须使用同套设备在同一工艺条件下同时生长制备，不可能在另一个晶圆上被克隆出来。
KDS001密钥分发系统利用量子隧穿器件的孪生特性，应用领域：骨干节点间加密、公开网络加密、应急网络加密、特殊专网加密等。
关键功能及参数：无条件安全的密钥分发，防伪自认证，密钥分发速率：20Mbps，密钥输出接口：100M/1000M自适应以太网，供电方式：交流220V。
量子隧穿秘钥分发技术特点：
无条件安全：量子隧穿器件物理安全机制实现高质量密钥产生和无条件安全的密钥分发。
便捷易用性：使用公共信道即可实现安全密钥分发，无需基础设施建设，实时保密信息传送。量子隧穿器件密钥随取随用，不会残留任何机密信息。
高密钥速率：量子隧穿混沌振荡物理带宽高，密钥分发速率理论可达 ~ Gbit/s 以上，此速率可匹配一次一密加密，保证加密方案的绝对安全。
防伪自认证：量子隧穿物理不可克隆特性保证了器件组唯一不可伪造。孪生器件间自带防伪认证功能，第三方无法冒充。
