本申请属于随机数，具体而言，涉及一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置。
背景技术：
1、随机数被广泛应用在安全认证、保密通信与计算机仿真等领域。目前随机数发生装置主要包括伪随机数发生器和真随机数发生器。伪随机数发生器一般基于预设的数学算法熵源，输出速率稳定的伪随机数序列，此序列具有一定的统计特性。随着计算机技术的发展，伪随机数是可以被预测的，无法保证绝对的安全性。基于光子噪声、热噪声和频率抖动等常规物理随机性熵源产生的真随机数随机性强，同时如果这些物理现象为量子现象时如真空涨落、相位噪声、辐射衰变等量子物理过程，则产生的随机数为量子随机数，由于量子物理过程的量子力学内禀随机性，量子随机数被普遍认为具有真随机性，无法被预测。
2、随机数随机性的好坏有很多评判标准，其中均匀分布性是一种重要的评判标准。所谓均匀分布也就要求，对于随机数发生器来说，产生比特0和比特1的概率应该相同，均为50％，这也就意味着在统计意义上来说，在足够长的随机数序列中，比特0和比特1的数量应该保持大致相同。但对于基于物理现象的随机数发生器来说，由于实际器件缺陷或者外部环境变化，极有可能使得随机数发生器产生的随机数不再保持均匀分布，从而会导致产生的随机数0、1不平衡的问题。因此，如何提高量子随机数的随机性、平衡性以及抗干扰能力，是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、基于上述问题，本申请提供一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，以提高产生量子随机数的随机性、平衡性以及抗干扰能力。其具体方案如下：
2、本申请公开了一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，包括随机信号源、延迟调节模块、对比输出模块和时钟电路模块，所述延迟调节模块、所述对比输出模块和所述时钟电路模块集成在同一芯片上；
3、所述随机信号源用于产生随机模拟电信号，所述随机模拟电信号分为两条路径传输，一路通过所述延迟调节模块传输至所述对比输出模块，另一路直接传输至所述对比输出模块；
4、所述延迟调节模块用于对所述随机信号源输出的一路随机模拟电信号进行延迟调节，所述延迟调节模块由若干个级联的延时结构组成，所述延迟调节模块的延迟时间大于随机模拟电信号带宽的倒数；
5、所述对比输出模块，用于将输入的两路随机模拟电信号进行比较，并输出高电平数字信号或低电平数字信号，包括输入正极和输入负极；所述输入正极用于接收经过所述延迟调节模块的随机模拟电信号，与所述延迟调节模块的输出端连接；所述输入负极用于接收从所述随机信号源直接传输来的随机模拟电信号，与所述随机信号源的输出端连接；
6、所述时钟电路模块，与所述对比输出模块连接，用于对所述对比输出模块提供采样时钟。
7、进一步地，所述延时结构为lc延时单元。
8、进一步地，所述延时结构包括第一lc延时单元、开关和第二lc延时单元，所述第一lc延时单元的输出端与所述开关的输入端连接，所述开关的输出端与所述第二lc延时单元的输入端连接，所述延迟调节模块始终只保持其中一个所述开关工作。
9、进一步地，所述延时结构包括一个lc延时单元和一个二选一开关，输入至延时结构的随机模拟电信号分为两路传输路径，一路经过所述lc延时单元与所述二选一开关的一个输入端连接，另一路直接与所述二选一开关的另一个输入端连接，所述二选一开关的输出端与下一级延时结构接连，所述延迟调节模块至少保持一个所述二选一开关与所述lc延时单元连通。
10、进一步地，所述对比输出模块包括比较器。
11、进一步地，所述lc延时单元包括电感元件和电容元件，所述电感元件为可变电感元件或固定电感元件，所述电容元件为可变电容元件或固定电容元件。
12、总体而言，通过本申请所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
13、本申请提供了一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，包括随机信号源、延迟调节模块、对比输出模块和时钟电路模块，随机信号源产生的随机模拟电信号分为两条路径传输，一路通过延迟调节模块传输至对比输出模块，另一路不延迟而直接传输至对比输出模块，延迟调节模块对输入其中的随机模拟电信号进行延迟调节，对比输出模块将输入的两路随机模拟电信号进行比较，根据比较结果输出高电平数字信号或低电平数字信号。延迟调节模块由若干个级联的延时结构组成，且延迟调节模块的延迟时间大于随机模拟电信号带宽的倒数。当随机信号源产生的随机模拟电信号带宽发生变化时，可以通过延迟调节模快动态调整延迟时间，以保证经过延迟的随机模拟电信号与当前的随机模拟电信号基本无相关性。在本申请中，量子随机数发生装置输出的随机数序列是由同一个随机信号源产生的两部分随机模拟电信号通过比较得到的，因此即使外界环境变化，在较短时间内，比如一个延迟时间间隔内，随机信号源的概率分布基本保持相同，所以通过将延迟后的随机模拟电信号与当前的随机模拟电信号进行比较，可以保证输出的随机数序列的随机性和平衡性，同时提高了量子随机数发生装置的抗干扰能力，有利于量子随机数的规模化应用。
1.一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，其特征在于，包括随机信号源、延迟调节模块、对比输出模块和时钟电路模块，所述延迟调节模块、所述对比输出模块和所述时钟电路模块集成在同一芯片上；
2.根据权利要求1所述的一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，其特征在于，所述延时结构为lc延时单元。
3.根据权利要求1所述的一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，其特征在于，所述延时结构包括第一lc延时单元、开关和第二lc延时单元，所述第一lc延时单元的输出端与所述开关的输入端连接，所述开关的输出端与所述第二lc延时单元的输入端连接，所述延迟调节模块始终只保持其中一个所述开关工作。
4.根据权利要求1所述的一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，其特征在于，所述延时结构包括一个lc延时单元和一个二选一开关，输入至延时结构的随机模拟电信号分为两路传输路径，一路经过所述lc延时单元与所述二选一开关的一个输入端连接，另一路直接与所述二选一开关的另一个输入端连接，所述二选一开关的输出端与下一级延时结构接连，所述延迟调节模块至少保持一个所述二选一开关与所述lc延时单元连通。
5.根据权利要求1所述的一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，其特征在于，所述对比输出模块包括比较器。
6.根据权利要求2至4任一项所述的一种基于随机信号延迟的量子随机数发生装置，其特征在于，所述lc延时单元包括电感元件和电容元件，所述电感元件为可变电感元件或固定电感元件，所述电容元件为可变电容元件或固定电容元件。