[发明专利]随机数发生器及随机数发生方法

权利要求书

1.一种随机数发生器，其特征在于，包括：

相干光源，用于产生一束相干光；

分束模块，用于将接收到的一束相干光分成多束相干光；以及

随机源，与所述分束模块多路耦合，藉由多路复用通道将所述多束相干光中每相邻的一对相干光束处理为均匀分布的随机数，以使各路复用通道处理的随机数经合并处理后生成随机数序列；其中，所述多路复用通道中每路复用通道包括一零差探测单元、对应连接所述零差探测单元的电信号转换单元、以及对应连接所述电信号转换单元的后处理单元。

2.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述相干光源为激光器。

3.根据权利要求2所述的随机数发生器，其特征在于，所述相干光源为连续波激光器。

4.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述分束模块为具有多个输出端的波导管，所述波导管的多个输出端通过光纤阵列与所述随机源相耦合，其中，每一所述输出端输出一束相干光。

5.根据权利要求4所述的随机数发生器，其特征在于，所述波导管的分束比为50：50。

6.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述分束模块是由多个分束器级联形成的分束器组，所述分束器组的输出端通过光纤阵列与所述随机源相耦合。

7.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述随机源包括：

零差探测模块，包括多个并联设置的零差探测单元，每一所述零差探测单元对应接收相邻的一对相干光束，用于将该对相干光束转换为电信号；

电信号转换模块，包括多个并联设置的电信号转换单元，每一所述电信号转换单元对应连接每一所述零差探测单元，用于将各所述零差探测单元产生的电信号转换为原始数据；以及

后处理模块，包括多个并联设置的后处理单元，每一所述后处理单元对应连接每一电信号转换单元，用于将各所述电信号转换单元输出的原始数据转化为均匀分布的随机数，以使多路所述均匀分布的随机数合并处理后生成随机数序列。

8.根据权利要求7所述的随机数发生器，其特征在于，所述零差探测模块中的多个并联设置的零差探测单元之间相互独立；相应地，所述电信号转换模块中的多个并联设置的电信号转换单元之间相互独立；所述后处理模块中的多个并联设置的后处理单元之间相互独立。

9.根据权利要求7或8所述的随机数发生器，其特征在于，所述零差探测单元为将真空涨落光信号转化为强度涨落模拟电信号的零差探测器，所述模拟电信号呈高斯分布。

10.根据权利要求7或8所述的随机数发生器，其特征在于，所述电信号转换单元为将强度涨落模拟电信号转化为数字信号的ADC转换器。

11.根据权利要求7或8所述的随机数发生器，其特征在于，所述后处理单元包括FPGA处理器。

12.一种随机数发生方法，其特征在于，包括以下步骤：

产生一束相干光；

将接收到的一束相干光分成多束相干光；以及

藉由多路复用通道将所述多束相干光中每相邻的一对相干光束处理为均匀分布的随机数，以使各路复用通道处理的随机数经合并处理后生成随机数序列；其中，所述各路复用通道是指实现将接收的多束相干光中一对相邻的相干光束转换为电信号、将所述电信号转换为原始数据、以及将所述原始数据转化为均匀分布的随机数流程的每一路复用通道。

13.根据权利要求12所述的随机数发生方法，其特征在于，所述产生一束相干光的步骤为由一激光器产生一束相干光。

14.根据权利要求13所述的随机数发生方法，其特征在于，所述激光器为连续波激光器。