量子随机数生成器 (QRNG) 承诺生成完全不可预测的随机数。然而,以随机模型形式对随机数进行安全认证通常会引入难以证明或不必要的假设。两个重要的例子是将对手限制在经典机制中以及连续测量结果之间的相关性可以忽略不计。此外,不严格的系统特性会打开一个安全漏洞。在这项工作中,我们通过实验实现了一个不依赖于上述假设的 QRNG,其随机模型是通过严格的计量方法建立的。基于真空涨落的正交测量,我们展示了 8 GBit/s 的实时随机数生成率。我们的安全认证方法提供了许多实际好处,因此将在量子随机数生成器中得到广泛应用。特别是,我们生成的随机数非常适合当今的传统和量子加密解决方案。
在量子光学领域,精确表征各种噪声源(例如散粒噪声、电噪声和真空噪声)对于推进光学测量技术和量子信息系统至关重要。本研究介绍了一种使用同差检测将光强度波动转换为电压信号的实验方法。然后借助示波器或频谱分析仪分析这些信号,以剖析噪声的时间和频谱特性。这些工具的集成使我们能够详细观察和区分量子噪声,从而提供对提高光学系统的准确性和效率至关重要的见解。该项目主要基于两部分:光学和电子学,我们成功完成了光学部分,而电气部分有待未来研究。这些发现为改进量子噪声表征奠定了基础,促进了下一代光学和量子信息技术的发展。
1 山西大学光电研究所量子光学与量子光学器件国家重点实验室,太原 030006,中国 2 山西大学极端光学协同创新中心,太原 030006,中国 3 合肥国家实验室,合肥 230088,中国 4 中国信息通信科技集团公司光通信技术与网络国家重点实验室,武汉 430074,中国 5 国家信息光电子创新中心,武汉 430074,中国 6 浙江大学 - 杭州全球科技创新中心,杭州 311215,中国 ∗ 通讯作者。