經(jīng)典和量子理論中,物理的隨機性是信息技術(shù)及密碼學應(yīng)用中的要素之一,因為安全的加密及通信體制是建立在真隨機性的基礎(chǔ)之上,高速真隨機數(shù)發(fā)生器為密碼學系統(tǒng)和安全保密通信提供必要前提。量子隨機數(shù)最大的特點是其內(nèi)稟的信息論可證的隨機性,其物理真隨機性基于量子物理的內(nèi)稟不確定性,單次測量結(jié)果是完全隨機、不可預(yù)測的,且遵循量子力學的基本原理。在過去的二十年中,各類的量子隨機數(shù)發(fā)生器應(yīng)運而生,相關(guān)研究迅速發(fā)展。然而,由于量子隨機數(shù)的產(chǎn)生方法源于對光場微觀量子特性的測量,受物理熵源和探測帶寬的限制,產(chǎn)生速率低于現(xiàn)行光纖通信的傳輸速率,與光纖通信速率難以兼容,成為實際量子密鑰分發(fā)及通信應(yīng)用中的一大障礙。故如何有效提高量子隨機數(shù)的產(chǎn)生速率就成為亟待解決的問題之一。在已有的量子隨機數(shù)產(chǎn)生方案中,基于真空態(tài)的量子漲落產(chǎn)生設(shè)備無關(guān)的量子隨機數(shù)方法顯現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。真空態(tài)是純凈的具有最低能量且獨立于外部物理量的量子態(tài)。它不被攻擊者關(guān)聯(lián)或控制,因此可以通過測量真空正交振幅分量來產(chǎn)生唯一的真隨機數(shù)。同時真空態(tài)量子噪聲是一種理想的白噪聲,原理上具有無限帶寬,且不同頻譜之間無關(guān)聯(lián);此外被測量的真空正交振幅分量為連續(xù)變量,被...

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 量子隨機數(shù)的研究意義
    1.2 偽隨機數(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 物理真隨機數(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 經(jīng)典物理隨機數(shù)
        1.3.2 量子隨機數(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 基于真空態(tài)量子隨機數(shù)產(chǎn)生的熵值分析
    2.1 引言
    2.2 真空量子噪聲的測量
    2.3 量子噪聲熵含量的評估
        2.3.1 熵的研究意義
        2.3.2 量子條件最小熵
    2.4 量子熵增強
        2.4.1 量子熵含量的有效提高
        2.4.2 隨機性提取
    2.5 本章小結(jié)
第三章 真空態(tài)高熵量子隨機數(shù)產(chǎn)生
    3.1 引言
    3.2 高熵量子隨機數(shù)產(chǎn)生實驗裝置
    3.3 實驗結(jié)果
        3.3.1 時頻分析
        3.3.2 最小熵評估和隨機性提取
    3.4 隨機數(shù)測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 噪聲源熵量化的研究
    4.1 熵量化的意義
    4.2 噪聲源熵量化實驗裝置
    4.3 微觀散粒噪聲源熵量化
        4.3.1 熵量化的方法
        4.3.2 散粒噪聲熵量化理論結(jié)果
        4.3.3 散粒噪聲熵量化實驗結(jié)果
    4.4 宏觀高維混沌信號頻帶提取
        4.4.1 混沌半導體激光器理論模型
        4.4.2 濾波混沌熵量化理論結(jié)果
        4.4.3 濾波混沌熵量化實驗結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間取得的科研成果



本文編號：3801478