基于系统抖动熵与随机置换的数字相干态量子随机数生成器

该研究团队提出了一种全数字化框架,通过利用系统时序抖动和随机置换过程,复现了相干态量子随机数生成(QRNG)的统计行为。该方法将硬件和操作系统产生的计算时序波动转化为置换动力学,生成符合泊松分布的数字,精确复现了光学相干态的光子统计特性。其理论基础建立在均匀收敛定理之上,该定理在模投影条件下提供了指数级收敛至均匀分布的性能,并具有严格的误差边界。研究人员在多种参数范围及高达10^8字节的样本量下进行了广泛实验验证,展现出卓越性能:香农熵接近7.999998比特/字节,最小熵超过7.99比特/字节,在大规模场景下优于理论界限。该架构通过复合时序分布和自适应置换行为,天然抵抗旁道攻击,且无需传统密码学后处理。研究结果表明,相干态QRNG功能可完全通过经典计算流程实现,无需量子光子硬件即可提供数学可证明的均匀性及实用级密码学安全性。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-11 20:47

量科快讯