基于光子间时间间隔离散编码的真正随机数生成器

"这篇研究论文提出了一种基于光子间时间间隔离散编码的真实随机数生成方法，这种方法简单高效，能生成比阈值或奇偶选择法更长的随机数序列，无需哈希处理。实验验证了该系统在量子密码学和其他领域应用的可行性。" 在信息技术领域，随机数生成器是至关重要的组件，广泛应用于加密、安全协议、模拟和游戏等多个方面。真实的随机数，即不可预测且无模式的数字序列，对于确保信息安全至关重要。传统的随机数生成方法，如基于硬件的时钟抖动或软件算法，往往存在一定的可预测性或者效率问题。 论文"True random number generator based on discretized encoding of the time interval between photons"提出了一种新的随机数生成技术，该技术利用了量子现象——光子的随机到达时间。在量子光学中，光子的发射时间间隔具有本质的随机性，这是因为光子的产生是基于量子涨落，而非经典物理过程。通过精确测量两个连续光子之间的时间间隔，并将其离散化编码，可以得到真正的随机数据流。 这种方法的优势在于其高效性和产生的随机序列长度。由于光子到达时间的随机性源于量子力学，所以生成的随机数序列具有极高的不可预测性。与基于阈值或奇偶选择的随机数生成器相比，新方法不需要额外的哈希函数来增加随机性，从而减少了计算复杂度和潜在的性能瓶颈。此外，实验结果表明，这个系统易于集成，有潜力用于量子密码学，例如量子密钥分发，以及其他依赖于真正随机数的科学应用。 实验部分，研究人员进行了一个概念验证实验，证明了这个基于光子间时间间隔的随机数生成器不仅在理论上可行，而且在实际操作中也表现出良好的性能。这为进一步研究和优化这种随机数生成技术奠定了基础，可能对未来信息安全技术的发展产生深远影响。 这篇研究论文提出了一个创新的随机数生成策略，利用了量子物理的特性，提高了生成随机数的质量和效率，且简化了生成流程，对量子通信和加密技术等领域具有重要价值。