[发明专利]放大、生成或证明随机性

说明书

安全性测试逻辑系统可以包括被配置为存储来自测量设备的测量值的非暂时性存储器，测量输出包括是否存在重合的指示，其中在重合时基本上同时在多于一个的检测器处检测到粒子，检测器位于与粒子源不同的通道的端部处并且具有基本相同的长度。该系统可以包括处理器，该处理器被配置为由所存储的测量值来计算测试统计量。测试统计量可以表示贝尔不等式，并且系统可以将测试统计量与阈值进行比较。处理器可以被配置为如果所计算的测试统计量的值超过阈值，则生成并输出证明测量值来自量子系统的凭证。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月19日提交的申请号为US 62/607,719标题为“用于放大、生成或证明随机性的系统和方法(Systems and Methods for Amplifying,Generating,orCertifying Randomness)”的美国临时专利申请的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

在计算机安全中使用的加密和认证使用随机位生成器，因为随机数在生成构成加密和认证过程一部分的对称密钥和新鲜值(nonces)中很重要。生成随机位序列的方式典型地分为三种不同的类型，包括：确定性随机位生成器，其使用软件生成伪随机位序列；基于经典物理学的不确定性随机数生成器；以及基于量子系统的不确定性随机数生成器。

发明内容

以下是本公开的高级概述，在某些方面进行了简化，作为稍后提出的更详细描述的序言。该概述并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。

在一个实施例中，一种安全性测试逻辑系统具有被配置为存储来自测量设备的测量值的非暂时性存储器，该测量输出包括是否存在重合的指示，其中在重合时，基本上同时在多于一个的检测器处检测到粒子，检测器位于与粒子源不同的通道的端部处，并且具有基本相同的长度。该系统包括处理器，该处理器被配置为由所存储的测量值来计算测试统计量。测试统计量可以表示贝尔不等式，并且系统可以将测试统计量与阈值进行比较。处理器可以被配置为如果所计算的测试统计量的值例如低于阈值则生成并输出证明测量值来自量子系统的凭证凭证。贝尔不等式可以包括用于确定一组测量值是否符合量子力学或符合经典物理学的任何不等式。Bell不等式包括Bell原始不等式、CHSH不等式(ClauserHorne Shimony Holt不等式)或任何其他此类不等式中的任何一种。违反Bell不等式表明该测量值符合量子力学规则并且符合经典物理学规则。

通过参考以下结合附图考虑的详细描述，将更好且更容易地理解许多随附的特征。

附图说明

根据参照附图阅读的以下详细描述，将更好地理解本说明书。

图1是用于证明已经由量子装置产生了数的装置的示例以及被配置为生成用于各种下游应用的随机数的随机性提取器的示例的示意图。

图2A是可以在图1的装置中使用的四设备量子装置的示例的示意图。

图2B是图2A的四设备量子装置的另一示意图。

图2C是诸如图2A或图2B所示的四设备量子装置的示例性操作方法的流程图；

图3A是可以在图1的装置中使用的两设备量子装置的示例的示意图。

图3B是可以在图1的装置中使用的两设备量子装置的示例的另一示意图。

图3C是诸如图3A或图3B所示的两设备量子装置的示例性操作方法的流程图。

图4是在四设备情况下的示例性安全性测试A的流程图。

图5是示例性安全性测试B的流程图。

图6是在两设备情况下的示例性安全性测试A的流程图。

图7是诸如在图1的布置中的随机性提取器的示例性操作方法的流程图。