[发明专利]量子随机数发生器及量子随机数发生方法

权利要求书

1.一种量子随机数发生器，包括脉冲激光器、隔离器、比较器和光电探测器；其特征在于：所述脉冲激光器通过隔离器与延时环连接；延时环、光电探测器和比较器依次串联；

还包括比较器和延时环；所述延时环为Faraday-Michelson型N比特延时环，N≥1；所述脉冲激光器工作在增益开关模式，用于输出重复频率为f的窄脉冲激光序列；所述脉冲激光器的重复频率f通过精密调节，以获得所述窄激光脉冲序列与延时环间的精确匹配；所述窄脉冲激光序列经过延时环，使两个脉冲叠加并发生干涉；所述光电探测器用于探测干涉结果，以获得随机脉冲信号；

所述比较器用于对所述随机脉冲信号的幅度进行比较，并输出随机比特：若光电探测器输出电信号幅度在[V-δ，V+δ]之间，则输出比特0；若幅度大于V+Δ，输出+1；若幅度小于V-Δ，输出-1。

2.根据权利要求1所述的量子随机数发生器，其特征在于：所述窄脉冲激光序列经过延时环，使第k个脉冲与第k+N个脉冲发生干涉，k≥1，N≥1。

3.根据权利要求1或2所述的量子随机数发生器，其特征在于：光电探测器为APD管或者PIN管。

4.一种量子随机数发生方法，包括以下步骤：

将脉冲激光器工作在增益开关模式，通过脉冲激光器输出重复频率为f的窄脉冲激光序列；所述窄脉冲激光序列经隔离器发送给延时环；

所述窄脉冲激光序列经过延时环使得两个脉冲叠加并发生干涉；同时，为了获得激光脉冲序列与延时环间的精确匹配，通过精密调节脉冲激光器的重复频率f；所述延时环为Faraday-Michelson型N比特延时环，N≥1；

通过光电探测器探测干涉结果，以获得随机脉冲信号；

通过比较器对随机脉冲信号的幅度进行比较，并输出随机比特：若光电探测器输出电信号幅度在[V-δ，V+δ]之间，则输出比特0；若幅度大于V+Δ，输出+1；若幅度小于V-Δ，输出-1。

5.根据权利要求4所述的量子随机数发生方法，其特征在于：所述窄脉冲激光序列经过延时环使第k个脉冲与第k+N个脉冲发生干涉，k≥1，N≥1。

6.根据权利要求4或5所述的量子随机数发生方法其特征在于：光电探测器为APD管或者PIN管。