[发明专利]基于量子物理应用于电力系统的变速真随机源逻辑电路

权利要求书

1.一种基于量子物理应用于电力系统的变速真随机源逻辑电路，其特征在于，所述电路包括依次连接的单光子源、单光子探测器和随机源输出单元；输出的真随机信号最大码速率为f，可控制输出的真随机信号码速率范围是0到f。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述单光子源包括：脉冲激光器(1)、45°起偏器(2)、90/10光分束器(3)、光延时线(5)、光功率计及处理逻辑模块(4)、可调光衰减器(6)和同步信号源(16)；所述脉冲激光器(1)输出脉冲激光，经过所述45°起偏器(2)，将脉冲激光偏振化为线偏振光子源传输至所述90/10光分束器(3)，所述90/10光分束器(3)将线偏振光子源分为2束，将其中的90％给所述光功率计及处理逻辑模块(4)，10％给所述光延时线(5)；所述光功率计及处理逻辑模块(4)，将光信号转变为电信号，作为粗调控制信号，控制所述可调光衰减器(6)；微调控制逻辑模块(26)发出控制信号，控制所述可调光衰减器(6)；可调光衰减器对所述光延时线(5)发出的光信号进行衰减并输出单光子的光脉冲；所述同步信号源(16)输出同步信号源时钟给所述脉冲激光器(1)和所述单光子探测器。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述光延时线(5)的延时时间为所述光功率计及处理逻辑模块(4)将光信号转变为电信号的延时时间、其逻辑处理的延时时间和可调光衰减器(6)调整相应延时时间等三者之和。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述单光子探测器包括：水平/垂直偏振光分束器(7)、光电倍增管(8，9)、放大器(10，11)、鉴别器(12，13)、计数器(14，15)、微调控制逻辑模块(26)、计数差异比较器(17)和差异统计分析比较器(24)；所述水平/垂直偏振光分束器(7)，将单光子光脉冲随机地分成垂直偏振和水平偏振两路；所述光电倍增管(8)和所述光电倍增管(9)的工作电压分别受所述差异统计分析比较器(24)的控制，并分别将水平偏振的光脉冲和垂直偏振的单光子光脉冲转变为电信号；所述放大器(10)和所述放大器(11)分别将水平偏振单光子和垂直偏振单光子的电信号放大；所述鉴别器(12)对所述放大器(10)发出的放大后的水平偏振单光子电信号进行鉴别；所述鉴别器(13)对所述放大器(11)发出的放大后的垂直偏振单光子电信号进行鉴别；所述计数器(14)和所述计数器(15)，在所述同步信号源(16)输出时钟的控制下，分别进行水平偏振单光子和垂直偏振单光子的电信号计数，并向所述随机源输出单元输出信号，还通过所述微调控制逻辑模块(26)发出控制信号，控制所述可调光衰减器(6)。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述计数差异比较器(17)，控制所述45°起偏器(2)的偏振方向，并保证水平/垂直偏振光分束器(7)与45°起偏器(2)成45°，使光子等概率通过水平/垂直偏振光分束器的两正交通路，保证光子从两路正交地出射均衡(50∶50)。

6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述微调控制逻辑模块(26)，接收到所述计数器(14)和所述计数器(15)同时发出的连续“1”时，增大可调光衰减器(6)的光衰减值；当接收到所述计数器(14)和所述计数器(15)同时发出的连续“0”时，减小可调光衰减器(6)的光衰减值。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述随机源输出单元包括：异或门(18)、与门(19、21)、先进先出双端口存储器(20、22)和时钟提取模块(23)；所述异或门(18)，对计数器(14)和计数器(15)的输出信号取异或；所述与门(19)，对所述计数器(14)和所述异或门(18)的输出信号进行与运算，并将运算结果传输到所述先进先出双端口存储器(20)；所述与门(21)，对所述计数器(15)和所述异或门(18)的输出信号进行与运算，并将运算结果传输到所述先进先出双端口存储器(22)；所述先进先出双端口存储器(20)向所述异步先进先出双端口循环存储器(25)传输数据。

8.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述差异统计分析比较器(24)，统计分析所述先进先出双端口存储器(20、22)的读数据差异，微调光电倍增管工作电压，控制光电倍增管量子效率差异最小，保证所述先进先出双端口存储器(20)输出的0与1的个数为1∶1。