申请/专利权人：正则量子(北京)技术有限公司

申请日：2023-08-11

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117151237B

主分类号：G06N10/60

分类号：G06N10/60;G06F7/58

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.12.19#实质审查的生效;2023.12.01#公开

摘要：本公开提供一种基于二极管电子隧穿效应的量子随机数生成方法，包括：获取发生电子隧穿效应的二极管中通过的电流时域信号；电流时域信号的噪声分量包括非量子噪声和量子噪声；对电流时域信号的频谱进行分析，得到噪声分量对应的频谱图；基于频谱图中目标频谱区域的频谱幅值，计算得到量子噪声在时域的高斯分布方差；根据多次采样的电流值与电流时域信号的概率密度图的关联，得到第一随机数序列，并基于量子噪声在时域的高斯分布方差从第一随机数序列中提取出量子随机数。由此，可以利用半导体及电子器件简单且便捷的产生量子随机数。

主权项：1.一种基于二极管电子隧穿效应的量子随机数生成方法，其特征在于，所述方法包括：获取发生电子隧穿效应的二极管中通过的电流时域信号；所述电流时域信号的噪声分量包括非量子噪声和量子噪声，所述量子噪声由所述二极管的电子隧穿效应产生；对所述电流时域信号的频谱进行分析，得到所述噪声分量对应的频谱图；基于所述频谱图中目标频谱区域的频谱幅值，得到所述目标频谱区域中非量子噪声的功率谱密度；根据所述量子噪声和所述非量子噪声在所述噪声分量中的信号强度比值，以及所述目标频谱区域中非量子噪声的功率谱密度，计算得到所述量子噪声在时域的高斯分布方差；所述目标频谱区域的频谱特征仅与所述非量子噪声相关；根据多次采样的电流值与所述电流时域信号的概率密度图的关联，得到第一随机数序列，通过计算得到所述第一随机数序列的第一最小熵；并基于所述量子噪声在时域的高斯分布方差确定所述量子噪声的概率密度图，基于所述量子噪声的概率密度图，计算得到所述量子随机数的第二最小熵；基于所述第一最小熵和所述第二最小熵，利用所述第一最小熵确定Toeplitz矩阵的行数量，以及利用所述第二最小熵确定所述Toeplitz矩阵的列数量；基于所述行数量和所述列数量构建所述Toeplitz矩阵；基于所述Toeplitz矩阵从所述第一随机数序列中提取出所述量子随机数。

全文数据：

权利要求：

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