申请/专利权人：中国航天科工集团第二研究院

申请日：2020-08-05

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN111880764B

主分类号：G06F7/58

分类号：G06F7/58;G06N10/60

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2020.11.20#实质审查的生效;2020.11.03#公开

摘要：本发明涉及随机数产生技术领域，公开了一种基于库伦阻塞效应的量子随机数产生方法、装置及发生器。本发明以电子为量子随机源信号载体，利用单电子器件作为量子随机熵源，调整量子随机熵源的电极与偏压，引起库伦阻塞效应变化，产生隧穿信号；利用采集装置进行原始信号采集，并将采集后的信号利用后处理算法处理，形成可供加密使用的随机数。本发明的量子随机数产生方法、装置及发生器基于电子学设计，具有高鲁棒性、低功耗和高集成度的特点，克服以往的量子随机数发生器在稳定性和可集成性上的瓶颈。

主权项：1.一种量子随机数产生方法，其特征在于，利用单电子器件作为量子随机熵源，调整量子随机熵源的电极与偏压，引起库伦阻塞效应变化，产生隧穿信号；采集隧穿信号，并将采集后的信号进行后处理算法处理，形成可供加密使用的随机数；对量子随机熵源进行调节，使其发生库伦阻塞效应的概率稳定在需要值；后处理算法对采集的隧穿信号重新编码读出系统输出的随机数序列，使得随机数序列中的随机数分布均匀；基于库伦阻塞效应的量子随机数发生器产生量子随机数的具体步骤如下：（1）将基于静电屏蔽效应的Si基单电子隧穿结置于300K恒温环境中；（2）调整单电子隧穿结上下电极，使其拥有不同的电荷屏蔽长度；（3）电源模拟信号Vin施加到单电子隧穿结的输入栅极上，设定Vin=0.57V，单电子隧穿结中的隧穿信号出现稳定概率发生；（4）nMOS管的栅极电压周期振荡，电压的振荡范围在nMOS的亚闽值区，振荡偏压就被偏置在恒流源下的nMOS指数放大；（5在电路中有背景电荷的影响时，通过改变偏置电压气去消除背景电荷对电路特性的影响；（6）具有振荡输出特性的电路用来作为AD转换单元，D触发器进行时钟采样，产生采样后的初步随机序列；（7）采样后的初步随机序列到达后处理阶段，Huffman编码方法将其进行数学优化，提高其随机信号质量；（8）经过后处理的随机信号，最终成为可用于高安全等级加密使用的量子随机数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航天科工集团第二研究院 基于库伦阻塞效应的量子随机数产生方法、装置及发生器

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD