量子随机数发生器

中国电科量子随机数发生器技术水平及创新性
技术水平
应用行业 信息安全系统（国防、党政、金融等） 高速量子&经典保密通信系统 大数据安全存储、认证系统 大型博彩、统计抽样
真随机，无条件安全 超高速，技术指标国际领先 随机性通过国军标、商密标、NIST-STS等标
准检验 2016年通过国家密码管理局检测分析
中国电科量子随机数发生器 产品
前景展望
芯片化 产品 高速小型化 产品
标准化与 应用推广
量子随机数发生技术的发展规划
技术优势
• 原创技术方案 • 关键技术自主可控 • 技术指标世界领先
应用前景
• 信息安全系统 • 高速量子&经典保密通信系统 • 大数据安全存储、认证系统 • 大型博彩、统计抽样 • ……
创新性 方案原创，完整知识产权 光电一体化集成，尺寸小，高稳定，实用化水
平国内领先
中国电科量子随机数发生器技术水平及创新性
学术成果
《A 5.4Gbps real time quantum random number generator with compact implementation》 Optics Express 24，27475（2016）
高速量子随机数发生器
真随机数发生器——信息安全系统的核心器件
• 真随机数发生器（噪声源）在密码学、信息安全等关系国家安全的重要领域中起 到举足轻重的作用。
柯克霍夫原则（密码设计基本原则）： • 一切秘密寓于密钥之中
密钥是密码安全性的根基 密钥质量取决于随机数产生技术——随机数发生器
Auguste Kerckhoffs (19 January 1835 – 9 August 1903)
• 量子保密通信本质：将随机 数调制于量子态上传输密钥
量子保密通信离不开高速真随机数
• 安全性前提：真随机、不可 预测
• 高速工作前提：随机数产生 速率足够快（1~10Gbps量级）
伪随机数
量子真随机数发生器
随机数
物理随机数
基于经典噪声
电 子 元 件 热 噪 声 安格速率全证振 荡 器 抖 动较性明低难，混 沌 物 理 过 程以产
国际同行评价“……have provided a meaningful prototype to simplify the
phase-fluctuation based QRNG”
第六届量子密码国际会议 （华盛顿 2016.9）
《117Gbbits/s quantum random number generator with simple structure》 Photonics Technology Letters 29，283（2017）
严 生
...
基于量子噪声
安全性可随理论 真严格相证明机，产 空 生位速率透高 噪 噪 射 ... 声声反
射
相对传统技术，量子随机数发生器颠覆 性优势： • 第一，真随机，目前唯一在理论上被
严格证明能产生完全不可预知随机序 列； • 第二，超高速，10G bits/s~100பைடு நூலகம் bits/s 量级，比传统技术高3~4个量级。
真随机数发生器——量子保密通信系统核心器件
量子通信产业快速发展 • 高速、实时的真随机数发
生器是量子保密通信系统 的关键
量子保密通信技术 • 可从根本上解决国防、党政、金融等领域的信息 安全问题 • 形成新兴产业 • 国家建立量子信息技术国家实验室，大力支持相关技术和产业发展
真随机数发生器——量子保密通信系统核心器件
国 际 同 行 评 价 ” ……this is the new record for quantum random number
generation.”
发明专利
一种量子随机数发生器系统及量子随机数发生方法
一种基于激光干涉的真随机数产生装置
一种基于激光相位噪声的小型化随机数产生方案
一种基于量子真随机数的密钥协商系统及协商方法