[发明专利]基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法

权利要求书

1.一种基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，通过单光子光源或衰减弱相干脉冲序列实现单光子序列产生，通过级联分束器实现路径选择光路构建，通过多通道单光子探测器或时分复用系统与单通道单光子探测器实现输出端口探测，通过光学衰减器衰减重复频率固定的激光脉冲，将单脉冲平均光子数降低获得空脉冲和特性接近单光子的弱相干脉冲序列。

2.根据权利要求1所述的基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，其特征在于，单光子序列产生通过衰减激光脉冲生成单脉冲平均光子数为0.1的弱相干脉冲序列。

3.根据权利要求1或2所述的基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，其特征在于，所述路径选择光路构建通过构建一对多路径选择光路，使得单一端口输入的单光子能够等概率从多个端口输出。

4.根据权利要求2所述的基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，其特征在于，所述随机过程既可通过自由空间光路或全光纤器件实现，也可通过芯片集成光路实现。

5.根据权利要求2所述的基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，其特征在于，所述随机过程既可通过级联光学分束器实现，也可通过级联偏振分束器和偏振旋转器实现。

6.根据权利要求1所述的基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，其特征在于，所述利用单光子探测器探测路径选择光路每个端口输出，生成随机数序列既可通过多通道单光子探测器并行实现，也可通过时分复用系统和单通道高速单光子探测器串行实现。

7.根据权利要求1所述的基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，其特征在于，所述弱相干脉冲序列通过衰减激光脉冲序列实现，或通过电泵浦/光泵浦方量子点或金刚石色心缺陷或二阶非线性晶体/周期极化波导自发频率下转换效应或光纤/三阶非线性波导自发四波混频效应实现。

8.根据权利要求1所述的基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法，其特征在于，所述单脉冲平均光子数通过功率计算获得降至0.1，获得空脉冲占比90％。

9.一种实现如权利要求1-8所述基于弱相干脉冲序列的量子真随机数生成方法的系统，包括：

单光子序列产生单元，用于通过单光子光源或衰减弱相干脉冲序列实现单光子序列产生；

路径选择光路构建单元，用于通过级联分束器实现路径选择光路构建；

输出端口探测单元，用于通过多通道单光子探测器或时分复用系统与单通道单光子探测器实现输出端口探测；

弱相干脉冲序列生成单元，用于通过光学衰减器衰减重复频率固定的激光脉冲，将单脉冲平均光子数降低获得空脉冲和特性接近单光子的弱相干脉冲序列。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。