[发明专利]一种源无关连续型量子随机数产生方法及装置

权利要求书

1.一种源无关连续型量子随机数产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对连续型物理随机源进行外差探测，得到连续型物理随机源的两个非对易力学量测量结果，即光场的两个分量；所述两个分量分别表示光场的广义正则坐标与正则动量；

2)分别将所述两个分量的连续型测量结果进行离散化，得到其中一个分量下的初始随机序列与另一个分量下的校验序列；将所述初始随机序列发送至第一处理器，将所述校验序列发送至第二处理器；

3)所述第二处理器通过对校验序列的计算得到连续型物理随机源的最大熵，并将计算结果发送给所述第一处理器；

4)所述第一处理器根据接收到的校验序列的最大熵，通过熵不确定原理计算初始随机序列的条件最小熵，并根据计算结果对初始随机数序列进行后处理，得到最终随机数序列。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连续型物理随机源为不被信任的连续型物理随机源。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外差探测使用两个零差探测器共同进行外差探测。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二处理器通过最大熵估计得到检验序列的最大熵，其表达式为：

Hmax(Pδq)=2log2Σkp(qk),]]>

其中，H_max(·)表示检验序列的最大熵，δq表示模拟-数字转换器ADC对于正则动量的转换精度，P_δq表示在区间δq中P分量测量结果，p(q_k)表示每一个转换精度对应区间的取值概率，k表示转换器离散化分成的不同位数，q_k表示第k个离散化区间中的测量结果。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一处理器通过熵不确定原理计算得到初始随机数序列的条件最小熵，其表达式为：

H_min(X|E)＝-log₂c(δx,δp)-H_max(P_δq)，

其中，X表示正则坐标X分量测量结果，E表示假想的窃听者获取的数据，H_min(X|E)表示初始随机序列的条件最小熵，δx表示X分量模拟-数字转换器的转换精度，δp为P分量模拟-数字转换器的转换精度，c(δx,δp)表示与相互无偏测量有关的函数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)根据条件最小熵的计算结果，对初始随机序列进行随机性提取，获得二进制随机数序列，然后通过随机数检验标准对其进行随机性检验；如果通过检验则输出生成最终的随机数序列。

7.一种源无关连续型量子随机数产生装置，其特征在于，包括非可信激光源、本振光源、外差探测器、模拟-数字转换器、第一处理器、第二处理器；所述非可信激光源与光学衰减器连接，用以发出相干态光场，作为物理随机源；所述本振光源产生本振光，用以配合相干态光场进行外差探测；所述外差探测器对本振光与相干态光场进行外差探测，得到输出的第一路电压信号与第二路电压信号；所述模拟-数字转换器对第一路电压信号与第二路电压信号进行离散化并输出离散化后的二进制序列，分别是第一路电压信号对应的初始随机数序列，与第二路电压信号对应的校验序列；所述第一处理器根据校验序列计算随机源的最大熵，并将结果发送到所述第二处理器；所述第二处理器根据接收到的校验序列的最大熵，通过熵不确定原理计算初始随机序列的条件最小熵，并根据计算结果对初始随机数序列进行后处理，得到最终随机数序列。