一种具有光源监控功能的量子随机数发生器

Abstract

量子随机数因为其不可预测性和真随机性, 在信息安全方面发挥着越来越重要的作用。现有的随机数生成协议大都假定光源服从一定确知的分布概率, 然后通过测量值估算可提取随机数的最小熵。但是由于实际光源器件的不完美, 其光强分布存在一定波动, 倘若在计算最小熵过程中忽略该强度波动, 将导致计算最小熵数值偏大, 影响安全性; 倘若使用传统的方法考虑光强波动, 则导致估算结果过差, 降低可获取随机性的大小。针对该问题, 本文提出了一种具有光源监控功能的量子随机数发生器方案, 并且以基于维度目击值的自检测量子随机数发生器协议为例进行介绍。仿真结果显示通过在源端添加光源监控模块的方法, 能够对单光子贡献的上下界给出更紧致的估计, 与传统方法相比, 能够获得更高的最小熵和随机性。该方案为量子随机数发生器的实用化提供了一个有用的工具。