一种用于借助于量子光学过程来生成真随机数的装置，该装置包括：一个光源，用于在一个光束内生成至少一个单光子；以及至少两个检测器，各自用于检测该束内的多个单光子而由此提供多个检测器信号；以及控制装置；其中用于检测多个单光子的这些检测器各自包括至少一个量子点；并且其中这些检测器被定位在该束中的多个单光子的检测概率的大体上等效空间位置处；并且其中该控制装置被提供并且被适配成用于控制一系列单光子的生成并且记录用于生成这些真随机数值的这些检测器信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于借助于量子光学过程来生成真随机数的装置，该装置包括：一个光源，用于在一个光束内生成至少一个单光子；以及至少两个检测器，各自用于检测该束内的多个单光子而由此提供多个检测器信号；以及控制装置；其中用于检测多个单光子的这些检测器各自包括至少一个量子点；并且其中这些检测器被定位在该束中的多个单光子的检测概率的大体上等效空间位置处；并且其中该控制装置被提供并且被适配成用于控制一系列单光子的生成并且记录用于生成这些真随机数值的这些检测器信号。【专利说明】用于生成真随机数的方法和装置以及游戏系统专利
本专利技术总体上涉及随机数生成的领域，并且更具体地说涉及一种用于基于量子光学过程来生成真随机数的方法和装置。更加具体地说，本专利技术涉及使用用于游戏系统的量子力学来生成多个真随机数。专利技术背景随机数在许多应用中是极其重要的。例如，在密码学中，需要对应地将它们用于密码密钥的生成或密码协议中的某些变量的初始化。它们还应用于各种其他领域中，如数值仿真和统计。在游戏行业中，当前的游戏机利用伪随机数生成器来确定下注和奖赏结果。伪随机数生成器利用了生成一个“看起来”随机数的序列的一个确定性数学算法。然而，如术语“伪”所暗示，由伪随机数生成器生成的数字的序列根本不是随机的。伪随机数使用一个算术算法来生成，该算法具有可以通过大多数随机性的统计测试的一个数字输出。这些算法采用被称为一个种子的一个初始化参数作为输入并且迭代地产生多个数字。然而，它是完全确定性的并且最终发生重复。给定确定序列的变量，这些数字就是(经受或多或少的努力)可预测的，这导致一个基于赌注的游戏的下注结果同样为可预测的，这还可能导致该系统易受犯罪攻击的攻击。彩票和游戏行业规定要求用于玩机会游戏的多个随机数通过某些最小统计随机性测试以确保公平性和对随机数的未授权篡改。规定还要求对所使用的多个随机数的审核；一个游戏场必须能够验证生成一个较大头奖的随机数的序列来源于属于游戏场或彩票操作者的一个授权的随机数生成器。真随机数生成器为利用一个物理过程来产生多个真随机数的装置。许多物理过程可以被用作用于生成多个真随机数的一个随机性来源。从一个基本层次上来说，随机性被嵌入在量子物理学内。因此，将通过量子物理学描述的一个过程用作用于多个真随机数的生成的一个随机性来源是有意义的。美国专利号6，249，009披露了一种真随机数生成器，该真随机数生成器利用了具有一个激光器、中性密度过滤器、以及检测多个光子的一个单一光电倍增管的量子力学。一个真随机数生成器的其他实施例可以具有一个激光器、中性密度过滤器、分束器、以及各自检测来自分束器的一个单光子的两个光电倍增管。所需的是作为真随机数的生成的基础的一个改进的量子光学过程的使用。此外，所需的是基于一个量子光学过程的一个简单和实用的真随机数生成器。目的和专利技术概述本专利技术的一个目的为提供一种在第一段中提到的类型的装置和方法，该装置和方法排除了上文所描述的缺点。为了实现上文所描述的目的，根据本专利技术的特性特征配备有根据本专利技术的一个装置，因此根据本专利技术的一个装置可以如下被表征:一个用于借助于一个量子光学过程来生成多个真随机数的装置，该装置包括:用于在一个光束内生成至少一个单光子的一个光源；以及各自用于检测该束内的多个单光子而由此提供多个检测器信号的至少两个检测器；以及控制装置；其中用于检测多个单光子的检测器各自包括至少一个量子点；并且其中这些检测器被定位在该束中的多个单光子的检测概率大体上等效的空间位置处；并且其中该控制装置被提供并且被适配成用于控制一系列单光子的生成并且记录用于生成这些真随机数的检测器信号。根据本专利技术的特性特征的提供产生了以下优点:具体地说，通过避免雪崩过程及其相关联的多个问题，随机数的生成不易受到暗计数噪声的影响，特别是在较高频率处进行操作时。此外，由于检测器是基于一个晶体管的，因此高速电子电路的构建模块可以具有一个快速时间响应。另一个优点为量子点检测器能够在较低工作电压处(举例来说，小于5伏特)进行操作并且更加稳固。它还适合于制造成一个检测器多通道阵列。与基于专注于盖革(Geiger)模式雪崩光检测器的固态单光子检测器的随机数生成器相比，根据本专利技术的系统避免了在雪崩过程中的多个固有缺点，这些缺点阻碍可靠且快速的量子随机数生成器的实现。这些固有物理限制中的一些为:材料限制:可以提供多个较长波长检测器的几乎所有化合物半导体都具有一个低电离比，并且随后具有不良性能。高隧道和生成速率:高电场产生了一个高隧道速率(即使在宽的带隙材料中)，并且隧道电流变成现代雪崩光子检测器中的暗计数的主要来源。此外，完全耗尽的雪崩区域产生最大肖克利一瑞德一霍尔(Shockley-Read-Hall)生成噪声。不良的均勻性:在掺杂或层厚度中的一部分百分比变化会引起在增益、暗电流、击穿电压、以及频率响应中的显著改变。温度和偏压变化将会阻止一个均匀的大面积2D阵列的实现。高光子发射:所需用于雪崩过程的能量(热)载体还可以产生多个光子。实际上，已知基于雪崩的检测器可以产生比入射束明亮三到四个数量级的“光子闪光”。所产生的光子会严重干扰在一个单元件单光子检测器中的系统的其他组件，并且在一个阵列式单光子检测器中产生一个显著串扰。为了实现上文所界定的目的，根据本专利技术的特性特征配备有根据本专利技术的一种方法，因此根据本专利技术的一种方法可以被表征如下:一种用于生成随机数的方法，包括以下方法步骤:提供一个具有至少两个检测器的阵列并且通过包括一个单光子的一个光束来照亮该阵列；以及使用该阵列的至少两个检测器来检测单光子，每一个检测器具有一个量子点并且与多个值相关联；以及基于与检测单光子的检测器相关联的值生成随机数。本专利技术的这些和其他方面从下文所描述的实施例中显而易见并且将参考其进行阐明。附图简述在下文中，参考附图中的这些实施例，本专利技术将通过非限制性实例的方式被更加详细地描述。图1示出了一个游戏机。图2示出了根据本专利技术的实施例的另一实例的用于一个游戏机装置的一个真随机数生成装置中的组件的一个框图。图3为根据本专利技术的实施例的又一实例的一个装置的一个电路框图。图4示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于通过一个量子光学过程来生成多个真随机数的一个装置。图5示出了根据本专利技术的一个单光子检测器的一个层状结构。实施方式图1示出了具有一个终端窗口 10以示出一个卷盘游戏的一个显示器14a的游戏机50。游戏机50能够具有不同的玩游戏模式。最初游戏机50以标准玩游戏模式进行操作，直到一个随机事件的发生，并且随后游戏机50可以以一个特征玩游戏模式进行操作。在标准玩游戏模式中，一个符号矩阵被显示在包括沿列定向的五个卷盘和三个水平行的一个格式中。在一个实施例中，这些卷盘是进行自旋的多个物理卷盘，而在另一个实施例中，这些卷盘是多个物理卷盘的图像。根据本专利技术的一个方面，显示器14a被配置成用于显示一个符号矩阵26，这些符号模仿在标准玩游戏模式中的多个机械投币机卷盘。因此，符号矩阵的每一列模仿一个单一机械投币机卷盘。终端窗口 10相对于地面成角度以面向一个用户。在本专利技术的另一个实施例中，显示器14a包括多个机械投币机卷盘。可以了解，在此预期具有数字和机械组件两者的多个混合安排。显示器14b为透射式的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于借助于量子光学过程来生成真随机数的装置，该装置包括：一个光源，用于在一个光束内生成至少一个单光子；以及至少两个检测器，各自用于检测该束内的多个单光子而由此提供多个检测器信号；以及控制装置，其中用于检测多个单光子的这些检测器各自包括至少一个量子点；并且其中这些检测器被定位在该束中的多个单光子的检测概率的等效横向空间位置处；并且其中该控制装置被提供并且被适配成用于控制一系列单光子的生成并且记录用于生成这些真随机数的这些检测器信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿洛伊西·荷马，
申请(专利权)人：挪佛麦迪哥股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT
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