一种基于孪生光束产生真随机数的装置及方法与流程

文档序号:11154289阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于孪生光束产生真随机数的装置,其特征在于,包括激光器(1)、顺次位于激光器(1)出射光路上的非简并光学参量振荡器(2)以及光学分束系统(3);还包括探测和信号处理系统(4);探测和信号处理系统(4)包括第一光电探测器(7A)、第二光电探测器(7B)以及后续信号处理系统(8);两个光电探测器分别位于光学分束系统(3)的两个出射光路上;两个光电探测器的信号输出端均与后续信号处理系统(8)的信号输入端相连接;后续信号处理系统(8)向外输出两列具有量子随机性的真随机数或者两列完全关联的真随机数。

2.如权利要求1所述的一种基于孪生光束产生真随机数的装置,其特征在于,后续信号处理系统(8)包括信号源(11)、第一混频器(12A)、第二混频器(12B)、第一低通滤波器(13A)、第二低通滤波器(13B)以及一个数据采集和后处理系统(14);所述信号源(11)分别与两个混频器的信号输入端相连接;第一光电探测器(7A)的信号输出端与第一混频器(12A) 的信号输入端相连接;第二光电探测器(7B)的信号输出端与第二混频器(12B)的信号输入端相连接;第一混频器(12A)的信号输出端与第一低通滤波器(13A)的信号输入端相连接,第二混频器(12B)的信号输出端与第二低通滤波器(13B)的信号输入端相连接;两个混频器的信号输出端均与数据采集和后处理系统(14)的信号输入端相连接。

3.如权利要求1或2所述的一种基于孪生光束产生真随机数的装置,其特征在于,所述的非简并光学参量振荡器(2)包括KTP晶体(9)和凹面镜(10)。

4.如权利要求1或2所述的一种基于孪生光束产生真随机数的装置,其特征在于,所述的光学分束系统(3)包括顺次位于非简并光学参量振荡器(2)出射光路上的半波片(5)和棱镜(6);第一光电探测器(7A)位于棱镜(6)的透射光路上,第二光电探测器(7B)位于棱镜(6)的反射光路上。

5.如权利要求3所述的一种基于孪生光束产生真随机数的装置,其特征在于,所述的光学分束系统(3)包括顺次位于非简并光学参量振荡器(2)出射光路上的半波片(5)和棱镜(6);第一光电探测器(7A)位于棱镜(6)的透射光路上,第二光电探测器(7B)位于棱镜(6)的反射光路上。

6.一种基于孪生光束产生真随机数的方法,采用如权利要求2所述的装置实现:激光器(1)输出的泵浦光注入到非简并光学参量振荡器(2),非简并光学参量振荡器(2)工作于阈值以上,可输出一对偏振正交的孪生光束,孪生光束经光学分束系统(3)按其自身偏振分为两束光场,两个光电探测器分别探测两束孪生光束的强度噪声,并将孪生光束的强度噪声转换为相应的强度噪声电信号后输入至后续信号处理系统(8),强度噪声电信号与信号源(11)输出的本地信号混频滤波,经数据采集和后处理系统(14)内设的随机数后处理程序处理,进而从中提取出两列具有量子随机性的真随机数或者两列完全关联的真随机数并输出。

7.如权利要求6所述的一种基于孪生光束产生真随机数的方法,其特征在于,所述的非简并光学参量振荡器(2)包括KTP晶体(9)和凹面镜(10);所述的光学分束系统(3)包括顺次位于非简并光学参量振荡器(2)出射光路上的半波片(5)和棱镜(6);第一光电探测器(7A)位于棱镜(6)的透射光路上,第二光电探测器(7B)位于棱镜(6)的反射光路上。

8.如权利要求6或7所述的一种基于孪生光束产生真随机数的方法,其特征在于,通过设置数据采集和后处理系统(14)内设的随机数后处理程序的随机数提取率,再经随机数后处理程序处理,装置可提取出两列具有量子随机性的真随机数并输出。

9.如权利要求6或7所述的一种基于孪生光束产生真随机数的方法,其特征在于,通过设置数据采集和后处理系统(14)内设的随机数后处理程序,随机数后处理程序先对采集的初始的随机数据后选择,筛选出两列数据中相同的比特,再经随机数后处理程序处理,装置可提取出两列完全关联的真随机数并输出。

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