[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)量子隨機數(shù)發(fā)生器實現(xiàn)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810055430.1
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108052308A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡塘
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科易理想量子信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)量子隨機數(shù)發(fā)生器實現(xiàn)方法，其至少包括如下步驟：選擇預(yù)設(shè)的N個電阻中的X個,X小于N;檢測隨機數(shù)的隨機性；當(dāng)檢測的所述隨機數(shù)的隨機性處于工作范圍內(nèi)且接近所述工作范圍的下限時，調(diào)整所述選擇的電阻，直至檢測到的所述隨機數(shù)的隨機性符合預(yù)設(shè)范圍，可以避免選擇高精度電阻帶來的高成本問題，同時，可以適配不同的QRNG模塊，大大降低了調(diào)試難度，同時避免了原先不同批次的QRNG需要使用不同的電阻匹配帶來的重新開發(fā)新的電路板并調(diào)試的問題。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及量子通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及量子隨機數(shù)發(fā)生器。

【背景技術(shù)】

近年來，基于量子機制的真隨機數(shù)發(fā)生器逐漸成為一項熱門研究課題，由于其隨機性由量子物理的基本理論和特性來保證，產(chǎn)生的隨機數(shù)是真隨機數(shù)，所以使用該真隨機數(shù)作為量子密鑰來傳輸?shù)脑捒梢员ＷC數(shù)據(jù)的絕對安全性。現(xiàn)有的量子隨機數(shù)發(fā)生器中大部分都會含有一個核心模塊即量子隨機數(shù)發(fā)生模塊（以下簡稱QRNG模塊），該QRNG模塊一般需要FPGA（現(xiàn)場可編輯邏輯陣列）以及板上各分立元器件的配合使用，需嚴(yán)格按照預(yù)設(shè)的電流值、電壓偏置值以及相互間的時序關(guān)系才能產(chǎn)生相應(yīng)的真隨機數(shù)輸出，因此需要使用相對高精密的電阻、電容元器件，以及高性能的電源芯片，這樣無形中增加了成本，而且增加了調(diào)試難度；而且隨著儲存時間的推移、溫/濕度變化、電壓電流的波動、甚至是長久工作時間的運行都會導(dǎo)致無法得到可靠的真隨機輸出。這樣的量子隨機數(shù)發(fā)生器具有實現(xiàn)成本高、長時間運行可靠性低、調(diào)試難、成品率低等技術(shù)瓶頸和缺點。

為此，本發(fā)明針對上述不足，提出一種改進(jìn)設(shè)計，可以有效降低對板級各分立元器件的的精度要求，降低調(diào)試難度，提高成品率，提供軟件可配置功能，進(jìn)一步地可以根據(jù)運行結(jié)果實時調(diào)整各項參數(shù)設(shè)置，達(dá)到自適應(yīng)的效果，使最終的真隨機數(shù)發(fā)生器輸出處于最佳狀態(tài)范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)量子隨機數(shù)發(fā)生器實現(xiàn)方法，以解決當(dāng)前方法存在的上述幾種問題。

根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)量子隨機數(shù)發(fā)生器實現(xiàn)方法，其至少包括如下步驟：選擇預(yù)設(shè)的N個電阻中的X個,X小于N;檢測隨機數(shù)的隨機性；當(dāng)檢測的所述隨機數(shù)的隨機性處于工作范圍內(nèi)且接近所述工作范圍的下限時，調(diào)整所述選擇的電阻，直至檢測到的所述隨機數(shù)的隨機性符合預(yù)設(shè)范圍。

進(jìn)一步地，所述調(diào)整所述選擇的電阻，包括重新選擇預(yù)設(shè)的N個電阻中的Y個。

進(jìn)一步地，所述選擇的X個電阻及所述選擇的Y個電阻可以并聯(lián)連接，也可以串聯(lián)連接，再或者既有并聯(lián)也有串聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述Y等于X。

進(jìn)一步地，所述N大于或等于10。

進(jìn)一步地，所述N等于10。

進(jìn)一步地，所述X等于4。

進(jìn)一步地，所述調(diào)整所述選擇的電阻包括，連續(xù)檢測所述隨機數(shù)的隨機性，當(dāng)后一次檢測到的隨機性相較于前一次檢測的隨機性遠(yuǎn)離所述預(yù)設(shè)范圍時，沿當(dāng)前調(diào)整所述選擇的X個電阻的等效電阻值的變化方向反向調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述調(diào)整所述選擇的電阻包括，連續(xù)檢測所述隨機數(shù)的隨機性，當(dāng)后一次檢測到的隨機性相較于前一次檢測的隨機性接近所述預(yù)設(shè)范圍時，沿當(dāng)前調(diào)整所述選擇的X個電阻的等效電阻值的變化方向繼續(xù)調(diào)整。

進(jìn)一步地，所述N個電阻的阻值互不相等。

通過本發(fā)明的自適應(yīng)量子隨機數(shù)發(fā)生器實現(xiàn)方法，可以避免選擇高精度電阻帶來的高成本問題，同時，可以適配不同的QRNG模塊，大大降低了調(diào)試難度，同時避免了原先不同批次的QRNG需要使用不同的電阻匹配帶來的重新開發(fā)新的電路板并調(diào)試的問題。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明自適應(yīng)量子隨機數(shù)發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明自適應(yīng)量子隨機數(shù)發(fā)生器工作流程圖。