量子真隨機數發生器研究取得進展

超高速真隨機數發生器簡化設計方案(上)與后處理方法(下)

信息科學技術學院郭弘教授課題組與物理學院張建瑋副教授課題組開展合作，在用光學隨機源設計研制量子真隨機數發生器的研究中取得重要進展，相關成果發表在《激光物理快報》(Laser Physics Letters)上，論文題目為《基于超亮發光二極管實現速率1.6 Tbit/s 的真隨機數發生器》(Yu Liu, Mingyi Zhu, Bin Luo, Jianwei Zhang, Hong Guo. Implementation of 1.6 Tbit/s truly random number generation based on a super-luminescent emitting diode, Laser Physics Letters, 2013, 10: 045001, doi: 10.1088/1612-2011/10/4/045001)。

近期，郭弘課題組已在真隨機數發生器研究領取得了一系列研究成果。例如，通過對離散型和連續型量子隨機源的持續研究，在隨機源的建模分析、信號采集手段、數據后處理方法和隨機性統計檢測等方面均形成理論和技術的積累。經過不斷探索新型超大帶寬量子光源，課題組發現超亮發光二極管在噪聲的量子不確定性和探測技術易實現性方面都有良好的性能；結合快速采樣技術和新型數據后處理方法，實現了速率達到1012 bit/s的超高速真隨機數序列的產生。研究成果通過了國際標準統計檢驗包和自主設計的創新型統計檢驗包，在國際真隨機數發生器領域創造了一個紀錄。

量子真隨機數發生器是利用量子現象本質的不確定性，通過對物理源的信號采集和數字化技術來輸出高速超長的隨機數序列。與通過算法復雜度在計算機上生成的偽隨機數不同，真隨機數即使在擁有無限計算資源和量子計算機的情況下，也不會被成功預測，其優良的不確定性和不可預測性在眾多領域中有強烈的應用需求。

上述工作得到國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金重點項目和國家“863計劃”項目的支持。

最近，郭弘課題組致力于量子真隨機數發生器設計研制中的細節問題，在數據后處理方法的評估、將量子貝爾不等式與隨機性相結合，以及用物理方法進行隨機性檢驗等方面做出了初步成果。(來源：北京大學信息科學技術學院)

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總結

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