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郭弘教授课题组在量子真随机数发生器研究中取得重要进展

2013-03-21

信息科学技术学院郭弘教授课题组与物理学院张建玮副教授课题组开展合作,在用光学随机源设计研制量子真随机数发生器的研究中取得重要进展,相关成果发表在《激光物理快报》上,论文题目为《基于超亮发光二极管实现速率1.6 Tbit/s 的真随机数发生器》(Yu Liu, Mingyi Zhu, Bin Luo, Jianwei Zhang, Hong Guo. Implementation of 1.6 Tbit/s truly random number generation based on a super-luminescent emitting diode, Laser Physics Letters, 2013, 10: 045001, doi: 10.1088/1612-2011/10/4/045001)。

近期,郭弘课题组已在真随机数发生器研究领取得了一系列研究成果。例如,通过对离散型和连续型量子随机源的持续研究,在随机源的建模分析、信号采集手段、数据后处理方法和随机性统计检测等方面均形成理论和技术的积累。经过不断探索新型超大带宽量子光源,课题组发现超亮发光二极管在噪声的量子不确定性和探测技术易实现性方面都有良好的性能;结合快速采样技术和新型数据后处理方法,实现了速率达到1012 bit/s的超高速真随机数序列的产生。研究成果通过了国际标准统计检验包和自主设计的创新型统计检验包,在国际真随机数发生器领域创造了一个纪录。

量子真随机数发生器是利用量子现象本质的不确定性,通过对物理源的信号采集和数字化技术来输出高速超长的随机数序列。与通过算法复杂度在计算机上生成的伪随机数不同,真随机数即使在拥有无限计算资源和量子计算机的情况下,也不会被成功预测,其优良的不确定性和不可预测性在众多领域中有强烈的应用需求。

上述工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目和国家“863计划”项目的支持。

最近,郭弘课题组致力于量子真随机数发生器设计研制中的细节问题,在数据后处理方法的评估、将量子贝尔不等式与随机性相结合,以及用物理方法进行随机性检验等方面做出了初步成果。

 

 

超高速真随机数发生器简化设计方案(上)与后处理方法(下)
编辑:Moo