量子随机数高斯噪声信号发生器

• 作者: 余恒炜 吴忧 孙晓娟 王星辰 石芝铭 程东碧 蒋科 贾玉萍 黎大兵
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 高斯噪声 单光子 随机数源 幅度谱 功率谱
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 1492-1499
• 页数: 8页
• 分类号: O413|TN911.22
• 字数: 3178字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20192707.1492

摘要

现有的高斯噪声信号发生器都是采用数学计算的方式生成随机数的,这种方式不能实现真正的随机信号,与实际噪声信号不符.本文提出基于量子随机数的高斯噪声信号发生器,通过单光子探测器对选择路径的光子信号的探测作为随机数的来源,实现基于真随机的高斯噪声信号发生器.将得到的随机数经过WGN高斯算法处理得到高斯噪声信号,在FPGA中使用verilog语言实现.对产生的噪声信号进行幅度谱和功率谱分析,结果表明产生的噪声信号幅度值在0～255之间变化,幅度谱服从高斯分布,噪声信号的功率谱在20 dB上下均匀波动,服从均匀分布,满足高斯白噪声的特性.与现有的噪声信号发生器相比,基于量子随机数的实现方式,其随机数来源清晰,能够做到真正的随机性,为实现真随机数的高斯噪声信号发生器提供了一种简易的方案.