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，武汉 430068
2 国开启科量子技术(北京)有限公司，北京 102629
针对目前量子随机数发生器(QRNG)无法同时满足量子密钥分发通信中对于随机数产生的高速及实时性需求的问题，文章改进了基于脉冲激光作为光源提取相位信息的QRNG方案，利用单模迈克尔逊干涉仪将随机相位信息转换成光强信息，再通过高速光电探测器(PD)转换为电信号，并采用16位250 MHz采样率的数/模转换器(ADC)以及50%的提取率，最终得到了1.1 Gbit/s的实时量子随机数产生速率。文章实现了一种高速、实时和集成化的QRNG设备，同时对比了该方案与连续激光作为光源在原理以及系统设计上的优势。基于脉冲激光光源的QRNG通过了我国信息通信研究院的各项测试，产品在稳定运行过程中所输出的随机数，均能通过国家密码管理局随机性测试文件GB/T 32915- 2016中规定的15项测试标准以及美国国家标准与技术研究院(NIST)检测标准。
量子随机数发生器 脉冲激光 高速采样 随机性测试 QRNG pulse laser high speed sampling randomness test
1 长春理工大学 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室，吉林 长春 130022
2 长春理工大学 计算机科学技术学院，吉林 长春 130022
针对真随机数生成问题，提出基于大气湍流光闪烁图像的真随机数提取方法。利用相机获取波长为532 nm的激光经过大气湍流传输后的光斑图像，根据其闪烁特性，分别采用固定间隔选取和多步长选取的方式选取光斑图像，固定间隔选择50帧，多步长选择30帧、70帧和100帧，得到的光斑图像相关性很弱，相关系数均小于0.3，由于湍流效应的影响，图像中的像素点发生无规则变化，通过对像素点作组合计算以提取随机序列；通过NIST(national institute of science and technology)随机性测试的方法，对提取的随机序列进行测试。实验结果表明：固定间隔选取的随机序列随机效果一般，测试结果存在P值小于0.01的情况，而多步长选取测试的P值均大于0.01，可以通过随机性测试。
大气湍流 真随机数 固定间隔 多步长 随机性测试 atmospheric turbulence true random number fixed interval multiple steps randomness test
1 国防科学技术大学理学院,湖南,长沙,410073
2 Department of Physics,Faculty of Science,Kasetsart University,Bangkok,10900,Thailand
设计制作了基于单光子量子随机性的二进制随机数发生器,通过50/50光分束器的光子流被其后的单光子探测器记录下光子路径,经高速电路和计算机数据采集系统转换为二进制随机数流,目前实验中随机数采集速率达100 Kbit/s,本文采用延迟符合计数法来克服探测器暗计数的影响.使暗计数对随机数序列的影响下降了2到3个数量级,最后应用的三种随机性测试表明所采数据随机性良好.
真随机数源 单光子 光分束器 随机性测试
