导读:本文包含了量子随机数发生器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:量子,随机数,发生器,相位,噪声,波导,信息。
量子随机数发生器论文文献综述
陶红,谭晓青,李晓纯[1]（2019）在《基于相位涨落的量子随机数发生器理论模型》一文中研究指出密码算法的安全性基于密钥的安全性,密钥本质上是随机数.伪随机数基于算法的复杂度,理论上无法保证其真随机性,量子力学的不确定性为真随机数发生器提供了一个完美的熵源.基于YANG等提出的利用量子相位涨落获取实时量子随机数方案,设计了一个加入两个延时线圈的量子随机数光干涉理论模型,并对该理论模型进行随机性分析,所得理论模型具有随机正态分布特征.(本文来源于《深圳大学学报(理工版)》期刊2019年05期）
余恒炜,孙晓娟,王星辰,蒋科,吴忧[2]（2019）在《量子随机数高斯噪声信号发生器》一文中研究指出现有的高斯噪声信号发生器都是采用数学计算的方式生成随机数的,这种方式不能实现真正的随机信号,与实际噪声信号不符。本文提出基于量子随机数的高斯噪声信号发生器,通过单光子探测器对选择路径的光子信号的探测作为随机数的来源,实现基于真随机的高斯噪声信号发生器。将得到的随机数经过WGN高斯算法处理得到高斯噪声信号,在FPGA中使用verilog语言实现。对产生的噪声信号进行幅度谱和功率谱分析,结果表明产生的噪声信号幅度值在0～255之间变化,幅度谱服从高斯分布,噪声信号的功率谱在20dB上下均匀波动,服从均匀分布,满足高斯白噪声的特性。与现有的噪声信号发生器相比,基于量子随机数的实现方式,其随机数来源清晰,能够做到真正的随机性,为实现真随机数的高斯噪声信号发生器提供了一种简易的方案。(本文来源于《光学精密工程》期刊2019年07期）
魏世海,樊矾,杨杰,黄伟,何远杭[3]（2018）在《高速小型化光量子随机数发生器》一文中研究指出利用超辐射发光二极管的放大自发辐射噪声作为量子随机熵源,设计并实现了一种高速小型化光量子随机数发生器(QRNG)。为减小经典噪声及不完美器件对随机性带来的影响,基于对量子熵源的最小熵估计,在现场可编程门阵列中,对每次采集序列的相邻比特位进行异或操作,并截取低12位作为最终随机序列。该QRNG的随机数的实时产生速率达1.4Gb/s,可实时传输至上位机用户端,且能长时间稳定工作,具备实用化潜力。(本文来源于《中国激光》期刊2018年05期）
付毅飞[4]（2017）在《世界最快量子随机数发生器发布》一文中研究指出科技日报北京12月4日电 （记者付毅飞）记者从中国电子科技集团公司获悉，该集团公司4日在第四届世界互联网大会上发布的高速量子随机数发生器，实时产生速率超过5.4G比特每秒，极限值突破117G比特每秒，刷新了此前中国科学技术大学团队研制高速量子随机数发生器(本文来源于《科技日报》期刊2017-12-05）
张强[5]（2017）在《基于孪生光束的量子随机数发生器》一文中研究指出随机数在密码学、统计分析、数值模拟等方面具有重要应用。真随机性是量子物理的本质属性。量子随机数发生器利用量子事件中固有的随机性产生真随机数。目前,报道过的光量子随机数发生器主要包括:光子计数、衰减脉冲、激光位相噪声、量子真空起伏、拉曼散射、光学参量振荡器等。近年来,一些小组研发出产码率为Gbit/s的量子随机数发生器。基于光子集成线路的量子随机数发生器也在实验中得到了验证,体现出集成量子随机数发生器的可行性。目前基于光学参量振荡器的量子随机数发生器,主要是利用宏观光场的位相产生量子随机数。本文实验实现了一种基于孪生光束的量子随机数发生器。参量下转换过程产生的孪生光束存在强度关联和量子纠缠特性。工作于阈值以上的非简并光学参量振荡器,将真空起伏放大,产生两束偏振正交的孪生光束。用两个光电探测器在时域上分别对两束孪生光束的强度噪声直接探测。孪生光束的强度噪声经信号处理系统转化为原始的随机数。通过选用合适的后处理方法,我们从中同时提取出两列量子随机数。通过对两列原始随机序列做后选择操作,从中筛选出完全相同的数据,并选用合适的哈希算法,我们得到两列完全相同的量子随机数。产生的量子随机数通过了NIST检测包的各项测试。该方案体现出通过宏观光场的强度噪声产生量子随机数的可行性。本文主要内容如下:1.利用工作于阈值以上的非简并光学参量振荡器产生孪生光束,观察到孪生光束的强度起伏在时域上存在75%的量子关联。通过合适的后处理算法,从孪生光束的强度噪声中同时提取出两列产码率为60 Mbit/s的量子随机数。2.通过后选择过程,筛选出两列数据中相同的比特,使用同一套装置同时得到两列相同的量子随机数,产码率为29.8 Mbit/s。提取出的随机数通过了NIST统计检测包的各项测试,表明产生的随机数具有良好的随机性。(本文来源于《山西大学》期刊2017-06-01）
张晓光[6]（2017）在《基于激光相位波动的高速量子随机数发生器》一文中研究指出本文针对包括量子密钥分发等现代安全通信协议在内的科技和工业领域对高质量、高产生速度的随机数的需求,研制了小型集成化的高速量子随机数发生器样机。所研制发生器的量子随机数的实时产生速度达到了 3.2 Gbps,并能通过NIST随机性检验,符合真随机数的基本特征。本文对不同的随机数发生方案进行了比较,最终选择了基于激光相位波动的量子随机数发生方案,同时通过建模的方法对这种方案的可行性进行了理论分析,并以实验的方法确定了系统的最优工作点。在基于激光相位波动的量子随机数发生方案中,量子相位波动作为量子信号源,其随机性来源于激光的自发辐射。干涉仪可以将不可直接测量的相位波动转换为可测量的光强波动,然后通过高速光电探测器转换为随机波动的电信号,进而进行采集量化获得原始的量子随机数。除此之外,本文还设计了用于测试目的的内存条模块以及光纤、千兆位以太网、USB 2.0等数据传输接口以满足不同的应用需求,其中通过光纤传输通道量子随机数的有效输出速率为3.2 Gbps。本文在研制基于激光相位波动的高速量子随机数发生器过程中,针对安全性经信息论证明的后处理对原始随机数处理速度慢的问题,提出了 一种在FPGA中实现的高速后处理算法,实时后处理速度达到了 3.36Gbps,解决了技术瓶颈。受到经典噪声和实际器件的非理想性等因素的不利影响,原始随机数往往并非理想的真随机数,需要经过后处理才能获得符合真随机数特征的量子随机数。而现有的安全性经信息论证明的后处理过程计算量大,导致处理速度缓慢,所以对原始随机数一般只能进行离线的而非高速实时的后处理,这严重限制了量子随机数的实时产生速度。针对这一问题,我们通过认真研究基于大型Toeplitz矩阵后处理的计算特点,提出了一种基于矩阵分解的并行算法,显着降低了该算法所需的硬件逻辑资源,成功地在FPGA中实现了基于大型Toeplitz矩阵的高速后处理运算,实时后处理速度达到了 3.36 Gbps。我们对经过后处理的量子随机数进行了统计均匀性、自相关性、NIST检验等随机性测试,测试结果显示量子随机数符合真随机数的基本特征,说明后处理算法有效。这种在FPGA中并行实现的高速后处理算法解决了后处理速度与原始随机数发生速度严重不匹配问题,使基于激光相位波动的量子随机数发生器能够真正产生高速的量子随机数。本文的主要创新点和创新成果如下:1)针对包括量子密钥分发等现代安全通信协议在内的科技和工业领域对高质量、高产生速度的随机数的需求,成功研制了小型集成化的高速量子随机数发生器样机。所研制发生器的量子随机数的实时产生速度达到了 3.2 Gbps,并能通过NIST随机性检验,符合真随机数的基本特征。2)针对安全性经信息论证明的后处理对原始随机数处理速度慢的问题,提出了基于矩阵分解的高速后处理算法,显着降低了该算法所需的逻辑资源,成功地在FPGA中实现了大型Toeplitz矩阵后处理运算,解决了高速随机数后处理速度上的技术瓶颈,并形成了专利技术。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-05-01）
周泓伊,曾培[7]（2017）在《量子随机数发生器》一文中研究指出利用量子物理中的基本原理可以产生真随机数,它们在许多应用尤其是密码学中起到重要作用.对一个量子系统进行测量得到的真随机性揭示了量子特性——相干性,这是一个区分量子力学和经典力学的重要特性.根据对设备的信赖程度,量子随机数发生器可以被分为叁大类:第1类是实用化的量子随机数发生器,这类发生器需要充分信任设备并建立适当的物理模型对设备进行描述,通常可以有很高的随机数产生率;第2类是自检测量子随机数发生器,可以在不信任设备的条件下产生随机数;第3类是半自检测量子随机数发生器,它是介于前2类之间的一类方案,通过部分地信任设备来获得相对较高的随机数产生率.(本文来源于《信息安全研究》期刊2017年01期）
聂友奇,张军[8]（2017）在《实用化量子随机数发生器研究进展》一文中研究指出量子随机数发生器是一种从量子系统中提取量子力学固有不确定性并输出真随机数的一种仪器或者装置.最常见的一类量子随机数发生器根据光子经过一个分束器后的路径选择来产生随机数,其速率很低,无法满足大多数应用的需求.为了提高速率,提出并实现了一个实用且高速的基于光子相对于外部固定参考的到达时间的量子随机数发生器方案,其原始随机数据符合均匀分布,原始比特率达到了109Mbps.然而,对于某些应用场景,比如高速量子密钥分发系统,这个速率依然不够高.为了满足对超高速率的需求,实验实现了速率高达68Gbps的基于激光相位波动测量的量子随机数发生器方案.激光相位波动被干涉仪转化成亮度信息被高速光电探测器探测,然后量化为产生速率为80Gbps的原始随机数.为了满足干涉仪稳定性的需求,使用主动反馈技术代替了传统的温度控制来实现相位稳定控制.通过对系统建模分析,估算出原始数据中的量子随机性,经过Toeplitz矩阵提取之后得到最终的量子随机数,产生速率可以达到68Gbps.然而,对于一个实用的量子随机数发生器,速率的瓶颈在于非常低的随机性提取速率.为了关闭这个间隙,提出并在高速FPGA中实现了基于Toeplitz矩阵的流水线式的随机性提取算法.同时QRNG的所有组成部分被集成到一个紧凑的模块中.这个包括实时后处理与实时传输的QRNG模块,其最终的比特率达到了3.2Gbps.这一系列的研究进展表明高速量子随机数发生器已经走向了实用化进程.(本文来源于《信息安全研究》期刊2017年01期）
刘苹[9]（2016）在《片上集成自检测量子随机数发生器方案设计及新型量子密钥分发协议研究》一文中研究指出随着信息技术的日益发展,信息安全越来越重要。基于量子力学基本假设的量子密钥分发(QKD)安全通信协议备受关注。虽然QKD已被证明是无条件安全的,但是传统的QKD协议密钥率相对不高,如何在确保安全性的基础上提高密钥率非常值得探究。除此之外,目前加密信息用的随机数通常是基于算法复杂度的伪随机数,随着量子计算机研究进程的加深,其安全性面临着严峻的考验。由于量子测量引发的概率性塌缩包含了固有的真随机性,因此量子随机数发生器在未来的量子信息应用中具有非常重要的价值。本文主要研究工作包括:1、受反事实量子密钥分发协议的启发,结合BB84协议,提出了一个新型通信协议。该协议基于单光子干涉,只使用一组编码基,大幅降低经典信息资源的使用,在理想条件下可获得接近100%密钥率,同时具有良好的安全性。2、基于设备无关量子随机数发生器和自检测量子随机数发生器原理,同时结合波导高集成、低损耗的优良性能,设计出一种片上集成的自检测量子随机数发生器。既能实现高度集成,又能降低对整体系统量子效率的要求。其中,在该方案具体的实现过程中,针对偏振转换问题,设计了一种高集成度的偏振转化器。该偏振转化器基于非对称定向耦合原理,由高度、宽度分别不等的两块波导构成,实现了TM模与TE模的直接转化,较已有的偏振转换器具有更高的转化效率。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2016-12-01）
交叉信息研究院[10]（2016）在《量子信息中心提出新型高速可靠随机数发生器》一文中研究指出源无关量子随机数发生器示意图：整个随机数发生器主要包含激光 源和探测设备两部分。其中探测设备由滤波器，基矢选择器，偏振分 束器及探测器组成。即使在激光源不能被刻画的情况下，基于这套 设备也可以以每秒5 Kbit的速度提供具有高可靠性的量子随机数。(本文来源于《新清华》期刊2016-04-01）
量子随机数发生器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
现有的高斯噪声信号发生器都是采用数学计算的方式生成随机数的,这种方式不能实现真正的随机信号,与实际噪声信号不符。本文提出基于量子随机数的高斯噪声信号发生器,通过单光子探测器对选择路径的光子信号的探测作为随机数的来源,实现基于真随机的高斯噪声信号发生器。将得到的随机数经过WGN高斯算法处理得到高斯噪声信号,在FPGA中使用verilog语言实现。对产生的噪声信号进行幅度谱和功率谱分析,结果表明产生的噪声信号幅度值在0～255之间变化,幅度谱服从高斯分布,噪声信号的功率谱在20dB上下均匀波动,服从均匀分布,满足高斯白噪声的特性。与现有的噪声信号发生器相比,基于量子随机数的实现方式,其随机数来源清晰,能够做到真正的随机性,为实现真随机数的高斯噪声信号发生器提供了一种简易的方案。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
量子随机数发生器论文参考文献
[1].陶红,谭晓青,李晓纯.基于相位涨落的量子随机数发生器理论模型[J].深圳大学学报(理工版).2019
[2].余恒炜,孙晓娟,王星辰,蒋科,吴忧.量子随机数高斯噪声信号发生器[J].光学精密工程.2019
[3].魏世海,樊矾,杨杰,黄伟,何远杭.高速小型化光量子随机数发生器[J].中国激光.2018
[4].付毅飞.世界最快量子随机数发生器发布[N].科技日报.2017
[5].张强.基于孪生光束的量子随机数发生器[D].山西大学.2017
[6].张晓光.基于激光相位波动的高速量子随机数发生器[D].中国科学技术大学.2017
[7].周泓伊,曾培.量子随机数发生器[J].信息安全研究.2017
[8].聂友奇,张军.实用化量子随机数发生器研究进展[J].信息安全研究.2017
[9].刘苹.片上集成自检测量子随机数发生器方案设计及新型量子密钥分发协议研究[D].国防科学技术大学.2016
[10].交叉信息研究院.量子信息中心提出新型高速可靠随机数发生器[N].新清华.2016
论文知识图
