报告题目:实用化的半设备无关量子随机数发生器
报告人:李新慧博士
报告时间:2022年9月19 日 14:00-16:00
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报告摘要:
量子随机数生成器(Quantum random number generator, QRNG)以量子力学内禀随机性为基础,可以产生真正的随机数,在量子信息和量子计算中发挥着重要作用。目前,各种高速和实时的QRNG已经被实验实现,并开始逐渐商业化。然而,这些QRNG依赖于很强的前提条件,即源和测量设备是完全可信的,才可以提取真正的随机性。与之相对的,设备无关QRNG(device-independent QRNG)能够在源和测量设备完全不信任的情况下获取真正的随机性,但它需要无漏洞的贝尔测试,从而导致实际实验上的高挑战和低产率。半设备无关QRNG(semi-device-independent QRNG)可以有效的解决以上问题,它只需要源和测量设备的部分可信任信息,便可生成高速且低信息成本的真随机数,从而实现安全、性能和实用之间的平衡。我们设计并实验验证了两种semi-DIQRNGs,一种是基于非局域色散取消效应的源无关随机数发生器,另外一种是可自验证的铌酸锂片上单光子随机数发生器。在源无关的随机数发生器方案中,实验结果得到产率为1.125 Mbps。在片上单光子的随机数实验中,我们不但可以有效提取的真随机数,而且可以验证设备整体的安全性。我们的工作满足了实际应用中对量子随机数发生器安全、高速和高效的需求,同时为量子随机数的广泛应用提供了有效的解决方案。
专家简介:
李新慧, 南京大学物理学院,博士后,2020年博士毕业于北京邮电大学密码学专业。研究方向为量子信息基本理论,主要包括设备不可信的量子随机数生成,量子系统自验证和量子导引的理论,及相关的实验方案设计。