量子真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器研究取得進(jìn)展

超高速真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案(上)與后處理方法(下)

信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院郭弘教授課題組與物理學(xué)院張建瑋副教授課題組開(kāi)展合作，在用光學(xué)隨機(jī)源設(shè)計(jì)研制量子真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在《激光物理快報(bào)》(Laser Physics Letters)上，論文題目為《基于超亮發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)速率1.6 Tbit/s 的真隨機(jī)數(shù)發(fā)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(jī)數(shù)發(fā)生器研究領(lǐng)取得了一系列研究成果。例如，通過(guò)對(duì)離散型和連續(xù)型量子隨機(jī)源的持續(xù)研究，在隨機(jī)源的建模分析、信號(hào)采集手段、數(shù)據(jù)后處理方法和隨機(jī)性統(tǒng)計(jì)檢測(cè)等方面均形成理論和技術(shù)的積累。經(jīng)過(guò)不斷探索新型超大帶寬量子光源，課題組發(fā)現(xiàn)超亮發(fā)光二極管在噪聲的量子不確定性和探測(cè)技術(shù)易實(shí)現(xiàn)性方面都有良好的性能；結(jié)合快速采樣技術(shù)和新型數(shù)據(jù)后處理方法，實(shí)現(xiàn)了速率達(dá)到1012 bit/s的超高速真隨機(jī)數(shù)序列的產(chǎn)生。研究成果通過(guò)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)包和自主設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)包，在國(guó)際真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器領(lǐng)域創(chuàng)造了一個(gè)紀(jì)錄。

量子真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是利用量子現(xiàn)象本質(zhì)的不確定性，通過(guò)對(duì)物理源的信號(hào)采集和數(shù)字化技術(shù)來(lái)輸出高速超長(zhǎng)的隨機(jī)數(shù)序列。與通過(guò)算法復(fù)雜度在計(jì)算機(jī)上生成的偽隨機(jī)數(shù)不同，真隨機(jī)數(shù)即使在擁有無(wú)限計(jì)算資源和量子計(jì)算機(jī)的情況下，也不會(huì)被成功預(yù)測(cè)，其優(yōu)良的不確定性和不可預(yù)測(cè)性在眾多領(lǐng)域中有強(qiáng)烈的應(yīng)用需求。

上述工作得到國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和國(guó)家“863計(jì)劃”項(xiàng)目的支持。

最近，郭弘課題組致力于量子真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器設(shè)計(jì)研制中的細(xì)節(jié)問(wèn)題，在數(shù)據(jù)后處理方法的評(píng)估、將量子貝爾不等式與隨機(jī)性相結(jié)合，以及用物理方法進(jìn)行隨機(jī)性檢驗(yàn)等方面做出了初步成果。(來(lái)源：北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院)

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總結(jié)

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