一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置，主要包括熵源、测量端、非均匀量化器和传输存储装置。所述熵源部分采用基于真空涨落作为随机熵源，包括激光器、激光器调制驱动模块、等比例光纤分束器BS；所述的测量端包括零拍测量和光电转换模块，对熵源进行采样探测得到模拟电平信号；非均匀量化器包括分压电阻器、多路电压比较器以及必要的外围电路，将原始模拟的随机电压信号通过非均匀量化、编码操作得到原始数字信号；使用FPGA对原始数字信号进行后处理得到真随机数，并进行传输存储操作。本发明专利技术中使用了非均匀量化的方式代替传统的均匀量化的方式，提高了原始数据中可提取的随机性。可提取的随机性。可提取的随机性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置


[0001]本专利技术涉及量子通信和量子密码领域，尤其是一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置。

技术介绍

[0002]随机数在许多现代商业和科学领域的广泛应用中发挥着不可或缺的作用，例如随机模拟、统计采样、彩票以及密码协议。真正安全的随机数的生成过程是必不可少的步骤。
[0003]实用化的量子随机数发生器(Quantum Random number Generators，QRNGs)已经可以被精确建模，并且实现的设备简单，随机数产生速率可以达到Gbps的级别，已经达到实用化的水平。目前，许多公司已经拥有实用化的QRNGs产品，例如，瑞士IDQ公司、德国PicoQuant公司、中国国盾量子公司等。
[0004]实用化的量子随机数发生方案主要分为两类，离散型和连续型。离散型实用化的QRNGs方案包括基于单光子路径区分、基于光子数可分辨、基于单光子到达的时间等，但是这一类的方案受限于单光子探测器的性能(主要取决于最高计数率和分辨率)，导致离散型实用化的QRNGs的随机数产生速率很难突破百兆级别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置，其特征在于，包括依次连接的熵源、测量端、非均匀量化器、编码电路和后处理模块；熵源和测量端之间通过光纤连接；测量端用于对熵源信号做零拍探测并进行光电转换后，输出原始模拟电信号到非均匀量化器；非均匀量化器用于对测量端输出的原始模拟电信号进行非均匀量化，并将原始模拟电信号转化为原始数字信号输出到编码电路进行编码；编码后的信号经后处理模块后得到真随机序列，即随机数。2.根据权利要求1所述一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置，其特征在于，还包括传输存储装置，与后处理模块连接，用于对真随机序列进行发送和存储。3.根据权利要求1所述一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置，其特征在于，所述熵源包括激光器调制驱动模块、激光器和等比例光纤分束器BS；激光器调制驱动模块通过外接信号发生器，对激光器输出进行波长和功率的调制；激光器作为本地震荡器，连接至等比例光纤分束器BS的输入端，在等比例光纤分束器BS另一个输入端接入真空态，用以采集真空光场的随机变化；等比例光纤分束器BS用于将本地震荡和真空光场叠加，并等分的输出两路光场信号，通过光纤连接至测量端。4.根据权利要求1所述一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置，其特征在于，采用零拍探测器作为测量端。5.根据权利要求4所述一种基于非均匀量化的量子随机数发生装置，其特征在于，所述零拍探测器包括光电二极管D1、光电二极管D2、跨阻放大器、运算放大器、电容C1和电容C2；光电二极管D1与光电二极管D2串联，分别用于接收等比例光纤分束器BS输出的两路光场信号，经光电转换后，两路信号做差运算，再经低噪声的跨阻放大器和运算放大器放大，得到随机变化波形的原始模拟电信号；在跨阻放大器和运算放大器的输入级分别串联耦合电容C1和电容C2做交流耦合。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾心宇，王琴，李剑，周阳，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：