[實(shí)用新型]源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820642978.1
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN208188812U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 富堯;朱偉
• 申請（專利權(quán)）人: 如般量子科技有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 解明鎧;劉靜靜

1.一種源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，包括采用高維時(shí)間編碼方式獲得并輸出編碼后光脈沖組的發(fā)送模塊以及接收所述編碼后光脈沖組的接收模塊，所述接收模塊包括：

測量選擇裝置，用于將來自發(fā)送模塊的編碼后光脈沖組隨機(jī)輸入X或Z基矢測量裝置；

X基矢測量裝置，用于接收測量選擇裝置的其中一路輸出并進(jìn)行X基矢測量；

Z基矢測量裝置，用于接收測量選擇裝置的另外一路輸出并進(jìn)行Z基矢測量；

后處理裝置，用于接收X基矢測量裝置以及Z基矢測量裝置的測量結(jié)果并提取輸出相應(yīng)的量子隨機(jī)數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述發(fā)送模塊采用相位調(diào)制光源，在該相位調(diào)制光源中以內(nèi)調(diào)制的方式進(jìn)行X基矢調(diào)制，獲得所述編碼后光脈沖組。

3.如權(quán)利要求2所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述相位調(diào)制光源包括相位準(zhǔn)備激光器和脈沖產(chǎn)生激光器，發(fā)送模塊中還設(shè)有光纖環(huán)形器以及衰減器；

所述相位準(zhǔn)備激光器產(chǎn)生的長脈沖輸入光纖環(huán)形器的第一端口并經(jīng)過光纖環(huán)形器的第二端口進(jìn)入脈沖產(chǎn)生激光器，所述脈沖產(chǎn)生激光器產(chǎn)生的編碼后光脈沖組輸入光纖環(huán)形器的第二端口并經(jīng)過光纖環(huán)形器的第三端口輸出至衰減器，衰減器將編碼后光脈沖組強(qiáng)度衰減至最優(yōu)值后輸出至接收模塊。

4.如權(quán)利要求1所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述發(fā)送模塊包括沿光路依次布置的：

激光器，發(fā)出連續(xù)光脈沖；

強(qiáng)度調(diào)制器，對所述連續(xù)光脈沖進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制后輸出短脈沖序列；

相位調(diào)制器，用于對所述短脈沖序列中連續(xù)d個(gè)短脈沖構(gòu)成的脈沖組進(jìn)行相位調(diào)制輸出所述編碼后光脈沖組，以完成X基矢調(diào)制，其中d為編碼維度；

衰減器，用于將編碼后光脈沖組強(qiáng)度衰減至最優(yōu)值。

5.如權(quán)利要求1所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述測量選擇裝置采用光開關(guān)，該光開關(guān)接入并受控于所述后處理裝置。

6.如權(quán)利要求1所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述測量選擇裝置采用非平衡分束器。

7.如權(quán)利要求1所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述X基矢測量裝置包括干涉模塊以及數(shù)量與編碼維度相應(yīng)的單光子探測器，各單光子探測器分別探測相應(yīng)干涉結(jié)果。

8.如權(quán)利要求1所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，干涉模塊包括一個(gè)或多個(gè)干涉單元，每個(gè)干涉單元中包括兩分束器以及延時(shí)線；入射至各干涉單元的編碼后光脈沖組經(jīng)由第一分束器后分為兩路，其中一路經(jīng)延時(shí)線后與另一路在第二分束器發(fā)生干涉并輸出。

9.如權(quán)利要求1所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，干涉模塊包括一個(gè)或多個(gè)干涉單元，每個(gè)干涉單元中包括分束器、延時(shí)線以及兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)鏡；入射至各干涉單元的編碼后光脈沖組經(jīng)由分束器后分為兩路，其中一路進(jìn)入一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡，另一路經(jīng)延時(shí)線后進(jìn)入另一法拉第旋轉(zhuǎn)鏡；再分別由對應(yīng)的法拉第旋轉(zhuǎn)鏡反射后沿各自的原路徑返回分束器發(fā)生干涉并輸出。

10.如權(quán)利要求8或9所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，光脈沖編碼維度為4。

11.如權(quán)利要求10所述的源無關(guān)高維時(shí)間編碼的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，所述干涉單元逐級分布，前一級干涉單元輸出兩路干涉信號，后一級干涉單元每兩個(gè)為一組，分別接收前一級干涉單元輸出的兩路干涉信號；

X基矢探測模塊中的各單光子探測器分別接收最末級干涉單元的輸出。