[發明專利]一種量子隨機數產生方法及裝置

有效

• 申請號: 201811618534.5
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109783059B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 彭漢;陳思井;鄧治彬;袁進剛;張未冬;肖云;陳苗;陳紹銀
• 申請（專利權）人: 武漢船舶通信研究所（中國船舶重工集團公司第七二二研究所）
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 徐立

1.一種量子隨機數產生方法，其特征在于，所述方法包括：

對量子隨機源產生的光信號進行探測；

基于探測到的光信號，生成原始隨機序列，所述原始隨機序列包括多個按時間順序排列的采樣點；

計算所述原始隨機序列中各個采樣點的均值；

基于所述原始隨機序列中各個所述采樣點的均值，更新所述原始隨機序列中各個所述采樣點的取值，所述原始隨機序列中的第j個所述采樣點的更新后的取值為，第j個所述采樣點的更新前的取值減去計算出的均值，j為正整數、且小于或等于n，n為正整數且大于1，n為所述原始隨機序列中的采樣點的數量；

對兩個更新后的所述原始隨機序列中的第一隨機序列中的各個所述采樣點進行反轉處理，在所述反轉處理后，所述第一隨機序列的第t個所述采樣點中，高有效位到低有效位的排列順序是反轉處理前的排列順序的倒序，t為正整數、且小于或等于n；

按照所述采樣點的排列順序，對反轉處理后的所述第一隨機序列中的采樣點和兩個更新后的所述原始隨機序列中的第二隨機序列中的采樣點按有效位進行異或運算，得到真隨機序列。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩個所述原始隨機序列是，在兩個不同波長下分別探測所述量子隨機源產生的光信號生成的，或者，在同一波長下且在不同時刻探測所述量子隨機源產生的光信號生成的。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對反轉處理后的所述第一隨機序列中的采樣點和所述第二隨機序列中的采樣點按有效位進行異或運算，得到真隨機序列，包括：

對反轉處理后的所述第一隨機序列和所述第二隨機序列中的采樣點按有效位進行異或運算；

從異或運算后得到的序列中的所述采樣點的最低有效位開始，選擇設定數量的且連續的有效位進行拼接，得到所述真隨機序列。

4.一種量子隨機數產生裝置，其特征在于，所述裝置包括：量子隨機源、光電探測模塊、以及控制器，

所述量子隨機源用于，產生光信號；

所述光電探測模塊用于，對量子隨機源產生的光信號進行探測，并基于探測到的光信號，生成原始隨機序列，所述原始隨機序列包括多個按時間順序排列的采樣點；

所述控制器用于，計算所述原始隨機序列中各個采樣點的均值；基于所述原始隨機序列中各個所述采樣點的均值，更新所述原始隨機序列中各個所述采樣點的取值，所述原始隨機序列中的第j個所述采樣點的更新后的取值為，第j個所述采樣點的更新前的取值減去計算出的均值，j為正整數、且小于或等于n，n為正整數且大于1，n為所述原始隨機序列中的采樣點的數量；對兩個更新后的所述原始隨機序列中的第一隨機序列中的各個所述采樣點進行反轉處理，在所述反轉處理后，所述第一隨機序列的第t個所述采樣點中，高有效位到低有效位的排列順序是反轉處理前的排列順序的倒序，t為正整數、且小于或等于n；按照所述采樣點的排列順序，對反轉處理后的所述第一隨機序列中的采樣點和兩個更新后的所述原始隨機序列中的第二隨機序列中的采樣點按有效位進行異或運算，得到真隨機序列。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述兩個所述原始隨機序列是，在兩個不同波長下分別探測所述量子隨機源產生的光信號生成的，或者，在同一波長且在不同時刻下探測所述量子隨機源產生的光信號生成的。

6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述控制器用于，

對反轉處理后的所述第一隨機序列和所述第二隨機序列中的采樣點按有效位進行異或運算；

從異或運算后得到的序列中的所述采樣點的最低有效位開始，選擇設定數量的且連續的有效位進行拼接，得到所述真隨機序列。