基于外差检测与实时FPGA集成提取的33 Gbit/s源无关量子随机数发生器
该研究团队展示了一种基于真空场外差探测的高速连续变量量子随机数发生器(QRNG)。该方案遵循与源设备无关(SDI)的安全模型——熵源自量子测量不确定性且无需对源进行建模,其安全性仅依赖于可信测量设备与标定的离散化处理,因此即使面对敌意态制备仍能保持有效。光学场通过90°光混频器分束后,由两个平衡光电二极管同时测量真空态的两个正交分量。模拟输出采用双通道12位模数转换器进行数字化处理(每通道采样率3.2 GS/s),并通过FPGA实时执行Toeplitz哈希随机性提取。通过标定功率谱密度测量及时域交叉验证,在1.6 GHz检测带宽内确认了量子噪声的主导地位。经提取后,系统可稳定生成均匀分布的随机比特流,净速率达33.92 Gbit/s,且全部通过NIST和Dieharder统计测试。该平台实现了基于FPGA的紧凑型实用化外差连续变量源无关QRNG,适用于高速量子通信与安全密钥分发系统。
量科快讯
2 天前
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