[发明专利]一种基于钟摆算子的量子随机数生成方法

权利要求书

1.一种基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，对量子随机源生成的若干个量子态进行分布式测量，并获取量子态信号；然后，基于量子内秉随机性选择不同路径下的钟摆变换算子，所述钟摆变换算子对获取的所述量子态信号进行变换处理，形成最终的量子随机数；

对所述量子随机源生成的若干个量子态进行包括初始量子态和分束量子态的测量；

所述量子态信号的获取选用单光子探测器，所述单光子探测器对所述初始量子态和分束量子态进行测量并计数；

所述钟摆变换算子包括钟摆左算子和钟摆右算子；基于所述初始量子态的测量结果选择所述钟摆左算子或所述钟摆右算子。

2.根据权利要求1所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，对所述量子随机源生成的若干个量子态进行包括初始量子态和分束量子态的测量。

3.根据权利要求2所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，选用弱光飞秒激光器作为所述量子随机源。

4.根据权利要求3所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，所述弱光飞秒激光器中心波长为1550nm。

5.根据权利要求2所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，所述量子态信号的获取选用单光子探测器，所述单光子探测器对所述初始量子态和分束量子态进行测量并计数。

6.根据权利要求5所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，通过所述单光子探测器获取所述分束量子态的垂直基和斜角基的测量值。

7.根据权利要求6所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，所述钟摆变换算子写定在Virtex-7系列FPGA芯片，作为后处理模块。

8.根据权利要求7所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，所述钟摆变换算子包括钟摆左算子和钟摆右算子；基于所述初始量子态的测量结果选择所述钟摆左算子或所述钟摆右算子。

9.根据权利要求8所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，当所述初始量子态的测量结果为0时，选择所述钟摆左算子；当所述初始量子态测量结果为1时，选择所述钟摆右算子。

10.根据权利要求9所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，

定义所述钟摆左算子：定义所述钟摆右算子：

其中，N为测量的量子态总数，n_c为分束量子态垂直基测量结果，n_x为分束量子态斜角基测量结果。

11.根据权利要求10所述的基于钟摆算子的量子随机数生成方法，其特征在于，当选择所述钟摆左算子，比较与的大小，若前者大，确认随机信号位为0，否则为1；

当选择所述钟摆右算子，比较与的大小，若前者大，确认随机信号位为0，否则为1。