量子信息中心于PRX发文 提出新型高速可靠随机数发生器

2016年03月23日 浏览次数: 0

清华大学交叉信息院量子信息中心曹竹等人新近在国际知名期刊《物理评论X》(Physical Review X)发表题目为《源无关量子随机数发生器》(Source-Independent Quantum Random Number Generation)的原创科研文章。该研究工作提出了一种新型的高速可靠随机数发生器,解决了过去随机数产生器里存在可被人为操控后门的问题,对随机数领域有着重要且广泛的影响。论文的第一作者为交叉信息院2013级博士生曹竹,通讯作者为马雄峰助理教授。

图:源无关量子随机数发生器示意图。整个随机数发生器主要包含激光源和探测设备两部分。其中探测设备由滤波器,基矢选择器,偏振分束器及探测器组成。即使在激光源不能被刻画的情况下,基于这套设备也可以以每秒5 kbit的速度提供具有高可靠性的量子随机数。

在现代信息社会中,随机数在金融、密码学、计算机等各个领域扮演着重要的角色。一个随机数发生器可以分为源和测量装置两部分,如果源具有随机性,那么对它的测量结果是不确定的,由此可以产生随机数。如何保证源的随机性是一个大问题。曹竹所在研究组提出了一个可以容许信号高衰减的源无关的量子随机数发生器方案,可以在不对源做任何假设即不相信源的条件下产生随机数。同时,该团队还进行了实验验证,最终的随机数产生率可以达到5 Kbits/s。本项工作有效地阻断了先前量子随机数发生器中的后门,从而极大地提升了随机数产生的可靠性。

《物理评论X》是美国物理协会(APS)杂志社出版的物理综合类高水平权威期刊。本项目获得国家自然科学基金重大专项、中组部青年千人计划的经费支持,并得益于中科大国盾公司的友情实验器材支持。

论文链接:http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.011020