基于量子物理的真随机数发生器研究

项目名称： 基于量子物理的真随机数发生器研究

项目编号： No.61205118

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 信息四处

项目作者： 王双

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 28万元

中文摘要： 真随机数发生器对信息科学尤其是安全保密领域有着重要的价值。量子物理为真随机数发生器的研究拓展了高速和可靠两个深入方向，不确定性是量子物理的内禀属性，用其高速地生成真随机数有着先天的优势，而量子关联则为高可靠地产生真随机数提供了设备无关的方法，有效预防了敌手在设备中预存真随机数的安全漏洞。本项目针对目前真随机数发生器尚不能满足实际需求的现状，以基于量子物理的真随机数发生器为研究对象，拟开展高速率和高可靠性两个方向的研究。在高速率方向，采取相位和强度量子涨落相结合的方案，分析发生器各部分与生成率的关系，建立优化方法；在高可靠性方向，采用增大量子空间维度的方案，寻找度量随机性的量子物理方法。鉴于我们前期积累的理论和实验基础，本项目预期将实现较高速率的实时量子真随机数发生器，建立空间维度与生成率、内在关联与量子随机性的关系。项目的研究成果可以为更高速率、更可靠地产生真随机数提供新的思路和科学依据。

中文关键词： 量子随机数发生器；可调非平衡随机数发生器；设备无关；自检测；免后处理

英文摘要： The true random number generator is very important for information science, especially in the field of security and confidentiality. For the reaseach of the true random number generator, quantum physics develops two directions - - high speed and reliability. Uncertainty is the intrinsic property of quantum physics, using this property to generate true random numbers with high speed has inherent advantages. The quantum correlation provides the device-independent way to test the reliability of true random numbers, even if the adverary made the generator and stored a large number of true random numbers. The current situation is that the true random number generator cannot meet the actual demand, in order to ease the situation, we will carry out the research of the true random number generator based on quantum physics, over both high speed and high reliability directions.In the high speed direction, we will combine quantum fluctuations of the phase and intensity together to generate the true random number, analyse the relationship between each part of the generator and the generation rate, and establish the optimization method. In the high reliability direction, we will increase the dimensions of the quantum space and find the quantum method to measure the randomness. In view of our previous work, this project is e

英文关键词： Quantum random number generator；adjustable unbalanced random number generator；device independent；self-testing；bias-free extractor