基于多光子检测的量子随机数生成
Kanin Aungskunsiri1, Sakdinan Jantarachote1, Kruawan Wongpanya1
1National Electronics and Computer Technology Center, 112 Thailand Science Park, Phahonyothin Road, Khlong Nueng, Khlong Luang, Pathum Thani 12120, Thailand.
ACS omega
|October 2, 2023
概括
我们使用光子数检测开发了一个量子随机数发生器. 该系统以13.6 Mbit/s的速度生成验证的随机位,为密码学提供了一个紧而实惠的解决方案.
科学领域:
- 量子信息科学 量子信息科学
- 光子学和光学工程的工程.
- 密码学和安全 密码学和安全
背景情况:
- 随机数生成对于安全的通信和加密技术至关重要.
- 传统的伪随机数生成器可能很容易受到预测的影响.
- 量子现象为内在安全的随机数生成提供了一条道路.
研究的目的:
- 为了展示一个实用的量子随机数发生器 (QRNG).
- 使用光子数检测方案用于高速随机位生成.
- 用既定的统计测试来验证生成比特的随机性.
主要方法:
- 使用光倍增器进行光子数检测.
- 实现了探测器响应信号的时间积分,以解析光子数.
- 将已解析的光子数数字化为4位序列.
- 美国国家标准与技术研究所 (NIST) 特别出版物800-22用于统计验证.
主要成果:
- 实现了13.6 Mbit/s的随机位生成速率.
- 基于光子数检测生成的4位序列.
- 生成的随机位成功通过了NIST统计随机性验证.
- 证明了为QRNG系统使用廉价组件的可行性.
结论:
- 开发的光子数检测方案为高速量子随机数生成提供了可行的方法.
- 该系统依赖于廉价的组件和小型化潜力,使其适合于便携式加密应用.
- 这种方法为在敏感应用中生成随机数字提供了安全有效的替代方案.
