量子信息中心于PRX發(fā)文 提出新型高速可靠隨機(jī)數(shù)發(fā)生器
清華新聞網(wǎng)3月24日電 清華大學(xué)交叉信息院量子信息中心曹竹等人近期在國際知名期刊《物理評論X》（Physical Review X）發(fā)表題目為《源無關(guān)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器》（Source-Independent Quantum Random Number Generation）的原創(chuàng)科研文章。該研究工作提出了一種新型的高速可靠隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，解決了過去隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器里存在可被人為操控后門的問題，對隨機(jī)數(shù)領(lǐng)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(guān)量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器示意圖。整個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器主要包含激光源和探測設(shè)備兩部分。其中探測設(shè)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(shè)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(jī)數(shù)。
在現(xiàn)代信息社會中，隨機(jī)數(shù)在金融、密碼學(xué)、計(jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域扮演著重要的角色。一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器可以分為源和測量裝置兩部分，如果源具有隨機(jī)性，那么對它的測量結(jié)果是不確定的，由此可以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。如何保證源的隨機(jī)性是一個(gè)大問題。
曹竹所在研究組提出了一個(gè)可以容許信號高衰減的源無關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器方案，可以在不對源做任何假設(shè)即不相信源的條件下產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生率可以達(dá)到5 Kbits/s。本項(xiàng)工作有效地阻斷了先前量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中的后門，從而極大地提升了隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的可靠性。
《物理評論X》是美國物理協(xié)會（APS）雜志社出版的物理綜合類高水平權(quán)威期刊。本項(xiàng)目獲得國家自然科學(xué)基金重大專項(xiàng)的經(jīng)費(fèi)支持，并得益于中科大國盾公司的友情實(shí)驗(yàn)器材支持。
論文鏈接：http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.011020
供稿：交叉信息研究院 編輯：田心
