量子真随机数产生协议设计、分析及实现技术研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61771439
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0110.量子通信与量子信息处理
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:黄伟; 樊矾; 何远杭; 陈晖; 刘金璐; 杨杰; 刘佳; 张亮亮; 魏世海;
- 关键词:
项目摘要
Random numbers are of extreme importance for a wide range of applications in both commercial and scientific fields, such as lottery games, statistical sampling, numerical simulations, and cryptography, especially quantum cryptography. A significant example is the quantum key distribution (QKD), where the true random numbers are essential for guaranteeing the unconditional security and the high performance of the system. Quantum random number generator (QRNG), which is based on the intrinsic randomness described by the theory of quantum mechanics, can provide truly unpredictable and irreproducible random numbers and is potential for ultra-high generation rate and chip-based system design. Therefore, the QRNG is an important research field for both the true random number generation and quantum cryptography. In this program, the QRNG will be studied in many aspects both theoretically and practically. Firstly, the physical mechanism, the protocol design as well as optimization and the theoretical security analysis of the QRNG will be studied. Secondly, high performance QRNG schemes with provable security and potential for compact design will be proposed and verified experimentally, which will promote the practical application for QRNG and significantly support the practical cryptography systems, especially the quantum cryptography systems.
随机数在博彩、统计抽样、计算科学、密码学(尤其是量子密码学)等领域中起到了举足轻重的作用。例如量子密钥分发系统中,高速真随机数是保证系统无条件安全性和高性能的前提。量子随机数产生技术基于量子力学理论内在的随机性,能产生不可预测的真随机序列,并且具备高速率、芯片化的潜能,是真随机数产生技术的重要新方向,也是当前量子密码领域的研究热点。本项目旨在研究量子随机数产生的物理机理、协议优化及设计、安全性分析理论,自主设计可证安全且具备高速、小型化潜能的量子随机数产生方案,并开展实验验证,推进量子随机数产生技术的实用化,对实际保密通信系统(尤其是量子密码系统)起到重要支撑作用。
结项摘要
随机数产生技术在博彩、统计抽样、计算科学、密码学等领域应用中起到了举足轻重的作用。量子随机数产生(Quantum Random Number Generation, QRNG)技术基于量子力学理论内在的随机性,能产生不可预测的真随机序列,并且具备高速率、芯片化的潜能,是真随机数产生技术的重要新方向,也是当前量子密码领域的研究热点。.本项目深入研究了量子随机数产生的物理机理、协议优化及设计、安全性分析理论,自主设计并实验验证了若干可证安全且具备高速、小型化潜能的量子随机数产生方案。在项目执行过程中,项目组在量子随机数产生以及密切相关的量子密钥分发方向累计发表论文70余篇(其中SCI检索论文50篇,EI检索论文18篇,CCF B类中文期刊论文1篇),申请发明专利40余项,科研成果丰富且创新性较突出。本项目首次设计并实现了基于高斯极值定理的光源无关性QRNG方案,首次给出了放大自发辐射噪声QRNG方案量化安全性分析模型及安全测试方法,全面突破了连续变量量子密钥分发系统系列关键技术,实验实现了目前国际上传输速率最快和传输距离最长的连续变量量子密钥分发系统。.上述成果有效推进了量子随机数产生技术的实用化,部分成果已成功应用于指导我国国防、党政等领域相关系统关键技术攻关和设备研发,部分成果已列入行业标准规范,经济和社会效益显著。
项目成果
期刊论文数量(44)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(9)
专利数量(41)
ESPQuery: An Enhanced Secure Scheme for Privacy-Preserving Query Based on Untrusted Devices in the Internet of Things
ESPQuery:物联网中基于不可信设备的增强型安全隐私保护查询方案
- DOI:10.1109/jiot.2020.3038928
- 发表时间:2021-05
- 期刊:IEEE Internet of Things Journal
- 影响因子:10.6
- 作者:D;an Li;Xiaohong Hunag;Wei Huang;Fei Gao;Shen Yan
- 通讯作者:Shen Yan
Quantum Identity Authentication in the Counterfactual Quantum Key Distribution Protocol.
反事实量子密钥分发协议中的量子身份认证
- DOI:10.3390/e21050518
- 发表时间:2019-05-23
- 期刊:Entropy (Basel, Switzerland)
- 影响因子:--
- 作者:Liu B;Gao Z;Xiao D;Huang W;Zhang Z;Xu B
- 通讯作者:Xu B
一种基于平衡零差探测技术的平均光子数测量方法
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:物理学报
- 影响因子:--
- 作者:刘金璐;杨杰;张涛;樊矾;黄伟;徐兵杰
- 通讯作者:徐兵杰
Optimality of quantum randomness certification with independent devices
独立设备的量子随机性最优性证明
- DOI:10.1364/josab.35.002186
- 发表时间:2018-08
- 期刊:Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics
- 影响因子:1.9
- 作者:Fei Xin-Wei;Yin Zhen-Qiang;Cui Chao-Han;Huang Wei;Xu Bing-Jie;Wang Shuang;Chen Wei;Han Yun-Guang;Guo Guang-Can;Han Zheng-Fu
- 通讯作者:Han Zheng-Fu
Randomness quantification for quantum random number generation based on detection of amplified spontaneous emission noise
基于放大自发辐射噪声检测的量子随机数生成的随机性量化
- DOI:10.1088/2058-9565/abbd80
- 发表时间:2020-08
- 期刊:Quantum Science and Technology
- 影响因子:6.7
- 作者:Yang Jie;Fan Fan;Liu Jin Lu;Su Qi;Li Yang;Huang Wei;Xu Bing Jie
- 通讯作者:Xu Bing Jie
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其他文献
基于时延光子储备池计算的混沌激光短期预测
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:物理学报
- 影响因子:--
- 作者:刘奇;李璞;开超;胡春强;蔡强;张建国;徐兵杰
- 通讯作者:徐兵杰
量子保密通信用增益开关半导体脉冲激光器
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:中国激光
- 影响因子:--
- 作者:周强;刘金璐;谷远辉;樊矾;王云祥;徐兵杰
- 通讯作者:徐兵杰
基于 VCSEL模式跳变产生全光物理随机数
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:光 通 信 研 究
- 影响因子:--
- 作者:赵嘉敏;李 璞;贾志伟;张建国;徐兵杰;王云才
- 通讯作者:王云才
高速小型化光量子随机数发生器
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:中国激光
- 影响因子:--
- 作者:魏世海;樊矾;杨杰;黄伟;何远杭;李大双;徐兵杰
- 通讯作者:徐兵杰
基于适应性矩估计的偏振控制算法
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:光学学报
- 影响因子:--
- 作者:夏骞;张涛;刘金璐;杨杰;何远杭;黄伟;李大双;徐兵杰
- 通讯作者:徐兵杰
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