量子电子学报

作者：金振阳,万相奎,廖涛,陈柳平

单位：( 1 湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430068;2 国开启科量子技术(北京)有限公司, 北京 102629 )

关键词：量子通信,真空涨落,量子随机数,最小熵,后处理,

基金：国家自然科学基金 (61571182)

随着量子密钥分发 (QKD) 系统的深入研究与应用, 随机数的质量和产生速率面临着更大的挑战。为了满足随机数在QKD系统以及对于密钥安全性要求较高的场景下的使用, 提出一种基于真空涨落产生真随机数的实验方案。相比于传统方案使用的2 × 2偏振分束器 (BS), 该方案采用单模1 × 2的BS来实现光路的传输, 不仅节省了装置成本, 同时还得到了较高的随机数产生速率。在9.68 dBm光强的作用下, 得到量子噪声与经典噪声的信噪比为 11.92 dB。对通过12 bit的模数转换器采集到的数据进行分析, 结果显示经典噪声和真空散粒噪声均符合高斯分布, 通过计算得到最小熵为9.92, 原始数据经过安全性可被信息论证明的托普利茨 (Toeplitz) 后处理, 最终实现7.6 Gbit/s的量子随机数产生, 并且通过了Nist随机数标准测试, 验证了方案的可行性。

来源：2023年第6期

《量子电子学报》期刊编辑部

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