量子电子学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (6): 924-932.doi: 10.3969/j.issn.1007-5461.2024.06.009
王其兵 1, 王林松 1*, 王雅琦 1, 李 力 2, 许华醒 3,4, 王少华 3,4
WANG Qibing 1 , WANG Linsong1*, WANG Yaqi 1 , LI Li 2 , XU Huaxing3,4 , WANG Shaohua 3,4
摘要: 为满足量子随机数发生器 (QRNG) 的小型化、集成化应用, 设计了一种基于发光二极管 (LED) 光源并结合 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 探测的量子随机数发生器。量子随机数是以光量子固有特性确保随机数的高安全 性, 同时其低成本、高速率的处理方式也具有较高的应用价值。但是传统的基于高速模拟数字转换器 (ADC) 采样的 信号处理方法存在成本高、系统复杂、后处理要求高等问题, 并且ADC采样的不完美性还会引入伪随机的特性, 降低 系统的随机数特性, 从而限制了其进一步的商业应用与推广。本文提出的量子随机数发生器基于电压比较二值法, 利用像素间探测电压的随机性, 以CMOS像素点探测输出的电压序列前后脉冲间的电压差值作为随机数熵源, 从而 获得量子随机数序列。该方法具备简单、可靠、易实现的优点, 更利于产品的产业推广。
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