[发明专利]一种改进的光量子随机数产生的实现方法

权利要求书

1.一种改进的光量子随机数产生的实现方法，其应用于一种随机数发生器中；所述随机数发生器包括光源(1)、检测器阵列(2)以及随机性提取器(3)；检测器阵列(2)用于遮挡光源(1)发出的光线，且接收光线中的光子，以产生相应的电子以及电压，并相应转化为比特流；随机性提取器(3)用于随机提取其接收的数据，并获取随机数；

其特征在于，所述改进的光量子随机数产生的实现方法包括以下步骤：

步骤一，均匀化光源(1)发射至检测器阵列(2)的光场；

步骤二，接收检测器阵列(2)产生的比特流，周期性统计像素强度分布的区间，以获取光强信息；

步骤三，根据所述光强信息，判断每个像素强度是否达到一个预设门限；

在所述像素强度达到所述预设门限时，执行步骤四，将检测器阵列(2)产生的比特流传输至随机性提取器(3)；

在所述像素强度未达到所述预设门限时，执行步骤五，根据所述光强信息判断光强度是否大于一个预设光强度值；

在所述光强度大于所述预设光强度值时，执行步骤六，驱动光源(1)降低发光的亮度；

在所述光强度不大于所述预设光强度值时，执行步骤七，驱动光源(1)提高发光的亮度。

2.如权利要求1所述的改进的光量子随机数产生的实现方法，其特征在于，所述改进的光量子随机数产生的实现方法还包括以下步骤：

步骤八，判断首次调整光源(1)的发光亮度是否结束；

在完成首次调整光源(1)的发光亮度时，执行步骤四；

在未完成首次调整光源(1)的发光亮度时，等待至完成首次调整光源(1)的发光亮度，并执行步骤二。

3.如权利要求1所述的改进的光量子随机数产生的实现方法，其特征在于，所述步骤一，通过均光材料模块(4)以均匀化所述光场；其中，均光材料模块(4)为具有折射、反射和散射光线特性的透镜。

4.如权利要求1所述的改进的光量子随机数产生的实现方法，其特征在于，所述步骤一，通过均光材料模块(4)以均匀化所述光场；其中，均光材料模块(4)为采用PET材料制成的至少一层均光扩散膜，且所述均光扩散膜透光率不低于73％，雾度高于95.50％。

5.如权利要求1所述的改进的光量子随机数产生的实现方法，其特征在于，在每个像素均工作在线性区域时，定义所述预设门限的光强度值，使得每个像素的电子-数字转换因子ξ>1。

6.如权利要求5所述的改进的光量子随机数产生的实现方法，其特征在于，检测器阵列(2)设置有损信道(2a)、光电传感器(2b)以及模数转化器(2c)；其中，有损信道(2a)具有传输概率损耗，光电传感器(2b)具有一定量子效率。

7.如权利要求6所述的改进的光量子随机数产生的实现方法，其特征在于，光电传感器(2b)为具有像素阵列的图像传感器，且所述图像传感器为CCD传感器或者CMOS传感器。

8.如权利要求7所述的改进的光量子随机数产生的实现方法，其特征在于，模数转化器(2c)输出的随机变量X＝X_q+X_t，其中，X_q和X_t分别为量子不确定分布D_q和技术噪声分布D_t的独立随机变量；

定义检测器阵列(2)的像素接收的光子的平均数量为n，则所述改进的基于光学的量子随机数产生的装置的量子熵H(X_q)＝ln(2π*e*n)/[2ln(2)]。