[发明专利]基于放大真空态的量子随机数发生器及方法

摘要

本发明提供了一种基于放大真空态的量子随机数发生器，包括：光路模块和电路模块；其中，所述光路模块的输出端连接所述电路模块的输入端。所述光路模块包括激光器、分束器、平衡零差检测器、真空态发生器以及光放大器；其中，所述真空态发生器的输出端连接所述光放大器的输入端；所述光放大器的输出端与所述分束器的一个输入端相连；所述激光器的输出端连接所述分束器的另一个输入端；所述分束器的输出端连接所述平衡零差检测器的输入端。本发明还提供相应的方法。本发明通过测量放大后的真空态产生量子随机数并且采用伪噪声码和原始比特异或方式进行去偏差处理，从而产生更高速率，随机性更好的真随机数。

主权项

一种基于放大真空态的量子随机数发生方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将信号光和本振光输入分束器进行分束；步骤2：将被分束器分束后的本振光和信号光进行平衡零差检测，并将分束后的本振光和信号光转化为差分电流；步骤3：将所述差分电流转换为电压信号并进行放大处理；步骤4：对放大处理后的电压信号进行采集量化生成分析数据；步骤5：将分析数据通过随机数生成方法处理生成随机数；步骤5还包括如下步骤：步骤5.1：对分析数据进行编码，把放大后真空态的概率空间分为若干相等部分，每部分分配固定码字，分析数据每落到一个区间，就取一个对应码字；步骤5.2：对步骤5.1中得到的数据采用伪噪声码和原始比特异或方法进行去偏差处理；步骤5.3：对步骤5.2中得到的数据进行SH512哈希处理，最终得到随机数；在步骤5.2中的采用的所述异或方法为其中N(n)为伪噪声码序列，S(n)为包含直流偏差的原始比特序列，D(n)为生成序列，表示异或运算。