量子电子学报

作者：王其兵,王林松,王雅琦,李力,许华醒,王少华,

单位：1 国开启科量子技术 (北京) 有限公司, 北京 100089;2 中南大学自动化学院, 湖南 长沙 410000;3 中国电子科技集团有限公司电子科学研究院, 社会安全风险感知与防控大数据应用国家工程研究中心,北京 100041; 4 中电科电科院科技集团有限公司, 北京 100041

关键词：量子光学,小型化量子随机数发生器,二值法,互补金属氧化物半导体,

基金：国家自然科学基金 (62001440)

为满足量子随机数发生器 (QRNG) 的小型化、集成化应用, 设计了一种基于发光二极管 (LED) 光源并结合互补金属氧化物半导体 (CMOS) 探测的量子随机数发生器。量子随机数是以光量子固有特性确保随机数的高安全性, 同时其低成本、高速率的处理方式也具有较高的应用价值。但是传统的基于高速模拟数字转换器 (ADC) 采样的信号处理方法存在成本高、系统复杂、后处理要求高等问题, 并且ADC采样的不完美性还会引入伪随机的特性, 降低系统的随机数特性, 从而限制了其进一步的商业应用与推广。本文提出的量子随机数发生器基于电压比较二值法, 利用像素间探测电压的随机性, 以CMOS像素点探测输出的电压序列前后脉冲间的电压差值作为随机数熵源, 从而获得量子随机数序列。该方法具备简单、可靠、易实现的优点, 更利于产品的产业推广。

来源：2024年第6期

《量子电子学报》期刊编辑部

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