[發明專利]量子隨機數的隨機性檢驗方法及系統在審
| 申請號： | 202211440149.2 | 申請日： | 2022-11-17 |
| 公開（公告）號： | CN115756390A | 公開（公告）日： | 2023-03-07 |
| 發明（設計）人： | 程萬里;梁康政;趙良圓;曹凌云;韋崢;梁洪源 | 申請（專利權）人： | 江蘇亨通問天量子信息研究院有限公司 |
| 主分類號： | G06F7/58 | 分類號： | G06F7/58 |
| 代理公司： | 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257 | 代理人： | 李柏柏 |
| 地址： | 215124 江蘇省蘇州*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 量子 隨機數 隨機性 檢驗 方法 系統 | ||
1.一種量子隨機數的隨機性檢驗方法，其特征在于：包括以下步驟：
S1：獲取量子隨機數發生器產生的量子隨機數；
S2：在獲取的量子隨機數中截取n組長度為m的隨機數組，并比較n組長度為m的隨機數組與預設的n組默認值的大小，并分別產生一位與S相關的隨機性的二進制數字；
S3：將步驟S2反復進行2m次，將所產生的所有二進制數字組成用于隨機計算的隨機計算二進制位流，其中所述隨機計算二進制位流的大小與默認值相關，二進制位流的隨機性與所獲取的量子隨機數相關，二進制位流的長度為2m；
S4：將所述隨機計算二進制位流作為隨機計算中的被操作數進行運算，得到一組長度為2m的隨機計算二進制位流；
S5：將長度為2m的隨機計算二進制位流轉換為長度為m的二進制數M；
S6：根據n組默認值和m值生成一期望值C，根據所述期望值C和M值檢驗量子隨機數的隨機性。
2.根據權利要求1所述的一種量子隨機數的隨機性檢驗方法，其特征在于：在S2中，n組默認值的大小不同。
3.根據權利要求1所述的一種量子隨機數的隨機性檢驗方法，其特征在于：在S4中，將所述隨機計算二進制位流作為隨機計算中的被操作數進行運算，得到一組長度為2m的隨機計算二進制位流的方法包括：
將所述隨機計算二進制位流的部分作為隨機計算中的被操作數進行加法運算，將所述隨機計算二進制位流的剩余部分作為隨機計算中的被操作數進行加法運算，并將兩個隨機計算加法運算后產生的結果再次進行隨機計算乘法運算，得到一組長度為2m的隨機計算二進制位流。
4.根據權利要求1或3所述的一種量子隨機數的隨機性檢驗方法，其特征在于：在S5中，長度為2m的隨機計算二進制位流通過計數器轉換為長度為m的二進制數M。
5.根據權利要求1所述的一種量子隨機數的隨機性檢驗方法，其特征在于：在S6中，根據所述期望值C和M值檢驗量子隨機數的隨機性的方法包括：
采用|M-C|/(2m)作為衡量被檢驗的量子隨機數隨機性的標準，當該值趨近于0，則表明隨機性良好，反之則表明隨機性不良。
6.一種量子隨機數的隨機性檢驗系統，其特征在于：包括：
量子隨機數獲取模塊，所述量子隨機數獲取模塊用于獲取量子隨機數發生器產生的量子隨機數；
二進制數字產生模塊，所述二進制數字產生模塊用于在獲取的量子隨機數中截取n組長度為m的隨機數組，并比較n組長度為m的隨機數組與預設的n組默認值的大小，并分別產生一位與S相關的隨機性的二進制數字；
二進制位流組成模塊，所述二進制位流組成模塊用于將二進制數字產生的步驟反復進行2m次，將所產生的所有二進制數字組成用于隨機計算的隨機計算二進制位流，其中所述隨機計算二進制位流的大小與默認值相關，二進制位流的隨機性與所獲取的量子隨機數相關，二進制位流的長度為2m；
二進制位流運算模塊，所述二進制位流運算模塊用于將所述隨機計算二進制位流作為隨機計算中的被操作數進行運算，得到一組長度為2m的隨機計算二進制位流；
二進制位流轉換模塊，所述二進制位流轉換模塊用于將長度為2m的隨機計算二進制位流轉換為長度為m的二進制數M；
隨機性檢驗模塊，所述隨機性檢驗模塊用于根據n組默認值和m值生成一期望值C，利用所述期望值C和M值檢驗量子隨機數的隨機性。
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