一种源无关的量子随机数发生器的制作方法

本技术涉及随机数产生设备与商用密码应用领域，具体涉及一种源无关的量子随机数发生器。

背景技术：

1、随着信息技术的发展，随机数在信息安全、雷达、遥测遥控、计算机安全等领域，特别是在量子密码分配(qkd)、量子测量、量子计量有着越来越广泛的运用。

2、目前，在实际应用中通常使用伪随机数。伪随机数是通过一个随机的种子和确定的算法产生的。计算机或计算器产生的随机数有很长的周期性，并不是真正地随机，因为实际上是可以计算出来的。如果入侵者获得了生成随机数的算法和随机的种子，便可以预知伪随机数产生的结果，从而影响随机数的安全性。

3、因此，通过算法产生的伪随机数的安全性不够高，会对随机数所使用的领域的安全性带来极大的威胁。研制量子随机数发生器，有助于提升量子密码分配(qkd)、量子测量、量子计量技术应用水平。

技术实现思路

1、本实用新型为了解决伪随机数的安全性不够高的问题，提出了一种源无关的量子随机数发生器。

2、为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

3、一种源无关的量子随机数发生器，包括光源、分光元件、光相位调制器、光电转换模块、延迟模块和fpga；

4、所述光源输出光信号，光信号经分光元件分为两路进行传输，其中一路光信号经过光相位调制器后进入光电转换模块转换为电信号输出到延迟模块，另一路光信号直接进入光电转换模块转换为电信号输出到延迟模块，两路信号在延迟模块的不同延迟作用下先后到达fpga，从而由fpga产生随机数。

5、上述方案中，通过分光元件将信号一分为二，并在延迟模块的延迟作用下，两路信号先后到达fpga，从而产生真随机数，而且由于随机数的产生是完全随机的与产生源无关，因此极大地提高了随机数的安全性。

6、优选的，所述光电转换模块包括第一光电平衡器和第二光电平衡器；

7、第一光电平衡器用于将其中一路光信号转换为电信号；

8、第二光电平衡器用于将另一路光信号转换为电信号。

9、优选的，所述分光元件的分光比为50：50。

10、优选的，所述分光元件为50：50耦合器。

11、优选的，还包括控制模块；

12、所述控制模块的输出端分别与光相位调制器的输入端、延迟模块的输入端连接。

13、优选的，所述控制模块的芯片型号为stm32f207igt6。

14、优选的，所述光相位调制器用于将光信号的光相位增加90°。

15、优选的，所述延迟模块为两路延迟模块；

16、两路信号分别从两路延迟模块的不同输入端输入，并从两路延迟模块的不同输出端输出到fpga。

17、优选的，所述两路延迟模块的芯片型号为nb6l295mng。

18、本实用新型有益的技术效果：

19、本实用新型提供了一种源无关的量子随机数发生器，通过分光元件将信号一分为二，并在延迟模块的延迟作用下，两路信号先后到达fpga，从而产生真随机数，而且由于随机数的产生是完全随机的与产生源无关，因此极大地提高了随机数的安全性。

技术特征：

1.一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，包括光源、分光元件、光相位调制器、光电转换模块、延迟模块和fpga；

2.根据权利要求1所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，所述光电转换模块包括第一光电平衡器和第二光电平衡器；

3.根据权利要求1所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，所述分光元件的分光比为50：50。

4.根据权利要求1所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，所述分光元件为50：50耦合器。

5.根据权利要求1所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，还包括控制模块；

6.根据权利要求5所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，所述控制模块的芯片型号为stm32f207igt6。

7.根据权利要求1所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，所述光相位调制器用于将光信号的光相位增加90°。

8.根据权利要求1所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，所述延迟模块为两路延迟模块；

9.根据权利要求8所述的一种源无关的量子随机数发生器，其特征在于，所述两路延迟模块的芯片型号为nb6l295mng。

技术总结本技术公开了一种源无关的量子随机数发生器，包括光源、分光元件、光相位调制器、光电转换模块、延迟模块和FPGA；光源输出光信号，光信号经分光元件分为两路进行传输，两路信号在延迟模块的不同延迟作用下先后到达FPGA，从而由FPGA产生随机数。本技术公开了一种源无关的量子随机数发生器，通过分光元件将信号一分为二，并在延迟模块的延迟作用下，两路信号先后到达FPGA，从而产生真随机数，而且由于随机数的产生是完全随机的与产生源无关，因此极大地提高了随机数的安全性，有助于提升QKD系统性能，拓展量子测量与计量、量子商用密码应用领域。技术研发人员：杨文涛,郭邦红,朱伟受保护的技术使用者：广东国腾量子科技有限公司技术研发日：20231227技术公布日：2024/9/26