量子信息中心于PRX發文 提出新型高速可靠隨機數發生器

2016年03月23日 瀏覽次數: 0

清華大學交叉信息院量子信息中心曹竹等人新近在國際知名期刊《物理評論X》（Physical Review X）發表題目為《源無關量子隨機數發生器》（Source-Independent Quantum Random Number Generation）的原創科研文章。該研究工作提出了一種新型的高速可靠隨機數發生器，解決了過去隨機數產生器里存在可被人為操控后門的問題，對隨機數領域有著重要且廣泛的影響。論文的第一作者為交叉信息院2013級博士生曹竹，通訊作者為馬雄峰助理教授。

圖：源無關量子隨機數發生器示意圖。整個隨機數發生器主要包含激光源和探測設備兩部分。其中探測設備由濾波器，基矢選擇器，偏振分束器及探測器組成。即使在激光源不能被刻畫的情況下，基于這套設備也可以以每秒5 kbit的速度提供具有高可靠性的量子隨機數。

在現代信息社會中，隨機數在金融、密碼學、計算機等各個領域扮演著重要的角色。一個隨機數發生器可以分為源和測量裝置兩部分，如果源具有隨機性，那么對它的測量結果是不確定的，由此可以產生隨機數。如何保證源的隨機性是一個大問題。曹竹所在研究組提出了一個可以容許信號高衰減的源無關的量子隨機數發生器方案，可以在不對源做任何假設即不相信源的條件下產生隨機數。同時，該團隊還進行了實驗驗證，最終的隨機數產生率可以達到5 Kbits/s。本項工作有效地阻斷了先前量子隨機數發生器中的后門，從而極大地提升了隨機數產生的可靠性。

《物理評論X》是美國物理協會（APS）雜志社出版的物理綜合類高水平權威期刊。本項目獲得國家自然科學基金重大專項的經費支持，并得益于中科大國盾公司的友情實驗器材支持。

論文鏈接：http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.011020