隨機(jī)數(shù)是一種重要的基礎(chǔ)資源,廣泛應(yīng)用于科學(xué)、工業(yè)和商業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。在現(xiàn)代密碼學(xué)中,真隨機(jī)數(shù)的獲取是所有信息安全協(xié)議的基本任務(wù);在量子信息學(xué)中,真隨機(jī)數(shù)是量子密鑰分配協(xié)議的安全性基礎(chǔ)。但是,由計(jì)算機(jī)確定性算法產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù),無(wú)法從理論上證明其隨機(jī)性,并不能保證輸出序列是絕對(duì)安全的,存在一定隱患。近年來(lái),隨著量子信息技術(shù)的發(fā)展,量子力學(xué)中的內(nèi)在隨機(jī)性使得量子系統(tǒng)可以成為真隨機(jī)數(shù)的完美來(lái)源。其中,設(shè)備無(wú)關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器被認(rèn)為是目前安全等級(jí)最高的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方式。本文主要研究基于廣義測(cè)量的設(shè)備無(wú)關(guān)量子隨機(jī)性認(rèn)證及隨機(jī)數(shù)生成方案,主要包括以下內(nèi)容:(1)基于SIC-POVM的量子隨機(jī)性認(rèn)證方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該方案相比于傳統(tǒng)的基于投影測(cè)量的隨機(jī)性認(rèn)證方案,可以從一個(gè)雙光子最大糾纏態(tài)中最多認(rèn)證2個(gè)比特的隨機(jī)位。在放松假設(shè)的條件下,我們通過(guò)線性光學(xué)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行了原理性驗(yàn)證。根據(jù)實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到設(shè)備無(wú)關(guān)條件下的量子非局域相關(guān),后續(xù)研究可以通過(guò)半正定規(guī)劃的方法,證明廣義測(cè)量在隨機(jī)性認(rèn)證方案的優(yōu)勢(shì),這項(xiàng)工作為隨機(jī)性認(rèn)證極限的研究提供了有價(jià)值的參考。(2)基于SIC-POVM的量子隨機(jī)數(shù)生成方案的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。該方案利...

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 量子密碼與量子隨機(jī)數(shù)
        1.1.1 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器
        1.1.2 量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器
    1.2 量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.1 實(shí)用化的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器
        1.2.2 半設(shè)備無(wú)關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器
        1.2.3 設(shè)備無(wú)關(guān)的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器
    1.3 本文主要工作和內(nèi)容安排
第二章 相關(guān)背景知識(shí)介紹
    2.1 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
        2.1.1 量子態(tài)的介紹
        2.1.2 量子測(cè)量的介紹
    2.2 單光子態(tài)的制備與測(cè)量
        2.2.1 態(tài)的制備系統(tǒng)
        2.2.2 態(tài)的測(cè)量系統(tǒng)
    2.3 雙光子糾纏態(tài)的制備
        2.3.1 II型BBO晶體的雙光子糾纏源
        2.3.2 “三明治型”BBO晶體的雙光子糾纏源
        2.3.3 PPKTP-Sagnac型雙光子糾纏源
    2.4 隨機(jī)性后處理及檢測(cè)
        2.4.1 隨機(jī)性量化
        2.4.2 隨機(jī)性提取
        2.4.3 隨機(jī)性檢測(cè)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于SIC-POVM的隨機(jī)性認(rèn)證方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.1 典型的設(shè)備無(wú)關(guān)隨機(jī)性認(rèn)證方案
    3.2 基于SIC-POVM的隨機(jī)性認(rèn)證方案
        3.2.1 研究背景及意義
        3.2.2 理論方案介紹
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)方案介紹
        3.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.3 其他相關(guān)方案對(duì)比
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于SIC-POVM的隨機(jī)數(shù)生成方案的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)方案介紹
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.2.1 隨機(jī)數(shù)生成
        4.2.2 隨機(jī)性提取
        4.2.3 隨機(jī)性檢測(cè)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 未來(lái)展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專(zhuān)利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3829148