[发明专利]基于光子数量探测的随机数生成系统及方法

权利要求书

1.一种基于光子数量探测的随机数生成系统，其中，该系统包括：

光源装置，用于产生激光脉冲并调节激光脉冲的频率和功率；

分束装置，用于对激光脉冲进行分束，产生多路激光脉冲；

探测装置，包括雪崩光电二极管和雪崩信号处理电路，用于根据探测到的激光脉冲中的光子产生雪崩信号，并对雪崩信号进行滤波、提取和整形处理，所述雪崩光电二极管的电压由门脉冲和直流偏置电压共同提供；

信号合成装置，用于对多路处理后的雪崩信号进行合并；

随机数生成装置，用于根据合并后的雪崩信号识别出光子数量并根据所述光子数量生成随机数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光源装置包括激光器和可调衰减器，所述激光器用于产生激光脉冲，所述可调衰减器用于调节激光脉冲的频率和功率。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号合成装置为功率分配器。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述功率分配器的分配比为1：1。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述分束装置包括光纤和光纤分束器，所述光纤用于传输激光脉冲，所述光纤分束器用于对激光脉冲进行分束。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述光纤分束器的分束比为1：1。

7.一种随机数生成方法，其中，该方法采用了包括光源装置、分束装置、探测装置、信号合成装置和随机数生成装置的系统，所述方法包括：

光源装置产生激光脉冲，并将所述激光脉冲输出到分束装置；

分束装置将所述激光脉冲分解为多路激光脉冲输出到探测装置；

探测装置根据探测到的激光脉冲中的光子产生雪崩信号，并将处理后的雪崩信号输出到信号合成装置；

信号合成装置将多路处理后的雪崩信号合并，将合并后的雪崩信号输出到随机数生成装置；

随机数生成装置根据合并后的雪崩信号识别出光子数量并根据所述光子数量生成随机数。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在生成随机数之前，还包括：

对光源装置产生的激光脉冲进行标定。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述光源装置包括激光器和可调衰减器；对光源装置产生的激光脉冲进行标定，包括：

通过所述可调衰减器调节所述激光器的功率到单光子量级；

所述激光器生成并发送激光脉冲，所述激光脉冲经过可调衰减器、分束装置到达探测装置；

探测装置根据激光脉冲生成雪崩信号并将所述雪崩信号输出到信号合成装置；

根据信号合成装置输出的合并后雪崩信号的幅值，调节直流偏置电压使得多个探测装置中雪崩光电二极管的探测效率相同且保持不变。