基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法、系统及存储介质，通过激光脉冲序列、可调谐衰减器、单光子探测器、时域分析仪实现弱相干脉冲产生与探测，通过衰减激光脉冲序列生成单脉冲平均光子数为0.5的弱相干脉冲序列，通过时序位置记录和二进制转码实现时序编码随机数生成，利用单光子探测器探测弱相干脉冲序列中的非空脉冲响应，定时采样记录非空脉冲时间序号并通过二进制转码生成高速随机数序列。本发明专利技术结构简单、易于集成，可以为安全通信、机器学习、随机算法等应用提供全新技术方案。技术方案。技术方案。

【技术实现步骤摘要】
基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法


[0001]本专利技术属于计算机和量子光学交叉学科领域，具体是指一种通过衰减激光脉冲获得弱相干脉冲序列并通过非空脉冲时序位置探测生成随机数的技术，尤其涉及一种基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]弱相干脉冲光源可作为理想单光子光源的替代方案，在量子光学领域特别是量子通信领域发挥重要作用。弱相干脉冲可通过衰减激光脉冲功率获得，当单脉冲平均光子数小于1时，弱相干脉冲将呈现出与相干脉冲不同的光子态特性：单脉冲光子将随机呈现出真空态(空脉冲)、单光子态(非空脉冲、零延迟二阶相关系数为0)和多光子态(非空脉冲、零延迟二阶相关系数为0)，非空脉冲光子数近似满足泊松分布。弱相干脉冲具备一定的随机分布特性，满足海森堡测不准原理、量子态不可分离原理、量子态不可复制原理等，能够支持通信双方的量子真随机数同步共享。
[0003]随机数生成技术在计算机学科和通信学科运用广泛，典型应用包括但不限于蒙特卡洛估算、PN码分多址、Hardcore加密、机器学习模型训练等。然而，传统的通过算法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法，通过激光脉冲序列、可调谐衰减器、单光子探测器、时域分析仪实现弱相干脉冲产生与探测，通过衰减激光脉冲序列生成单脉冲平均光子数为0.5的弱相干脉冲序列，通过时序位置记录和二进制转码实现时序编码随机数生成，利用单光子探测器探测弱相干脉冲序列中的非空脉冲响应，定时采样记录非空脉冲时间序号并通过二进制转码生成高速随机数序列。2.根据权利要求1所述的基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法，其特征在于，所述弱相干脉冲序列重复频率稳定、空脉冲与非空脉冲平均占比均为50％。3.根据权利要求1或2所述的基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法，其特征在于，所述弱相干脉冲序列通过衰减激光脉冲序列实现，或通过电泵浦/光泵浦方量子点或金刚石色心缺陷或二阶非线性晶体/周期极化波导自发频率下转换效应或光纤/三阶非线性波导自发四波混频效应实现。4.根据权利要求1所述的基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法，其特征在于，所述时序编码在整数倍于弱相干脉冲序列周期的采样时间内，记录非空脉冲响应出现的时序位置，通过序号转码生成随机数序列，通过定长采样或通过非定长采样实现时序编码。5.根据权利要求4所述的基于弱相干脉冲时序编码随机数生成方法，其特征在于，所述定长采样方案是指在固定不变的、整数倍于弱相干脉冲序列周期的采样时间内，以响应时间出现的时序位置生成随机数。6.根据权利要求4所述的基于弱...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，张晶晶，曹毅宁，许波，王俊华，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院网络信息研究所，
类型：发明
国别省市：