Onlangs, het onderzoeksteam onder leiding van academicus GUO Guangcan van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft beveiligingsanalyses en verbetering gemaakt van brononafhankelijke kwantumgeneratoren voor willekeurige getallen met imperfecte apparaten.

Door de feitelijke kenmerken van de meetapparatuur van de brononafhankelijke quantum random number generatie te bestuderen, de onderzoekers wezen erop dat de beveiligingsproblemen werden veroorzaakt door afterpulse, detectie-efficiëntie komt niet overeen, slechte gevoeligheid voor fotongetalverdeling in meetapparatuur, enzovoort., en gaf de bijbehorende oplossingen. De studie is gepubliceerd in npj Quantum-informatie .

Het brononafhankelijke quantum random number generation-protocol is een nieuw quantum random number-protocol dat in 2016 is voorgesteld. Dit protocol kan veilige willekeurige getallen genereren op voorwaarde dat de lichtbron volledig niet vertrouwd is door de foutcode te bewaken van de wederzijds onbevooroordeelde basis die overeenkomt met de basis van het genereren van willekeurige getallen. Het kan tegelijkertijd voldoen aan de vereisten van veiligheid en een hoog percentage willekeurige nummergenerator, en heeft een zeer hoge verliestolerantie voor apparaten.

Echter, het protocol heeft enkele beveiligingsproblemen, zoals het niet in overweging nemen van het napulsprobleem van de detector, de mismatch van detectie-efficiëntie, de slechte gevoeligheid van de detector voor de verdeling van de lichtbron en andere kenmerken, die de toepassing van dit protocol in de weg staan.

In dit onderzoek, de onderzoekers presenteerden een detectormodel met deze actuele parameters, en evalueerde vervolgens de impact van deze problemen op de daadwerkelijke beveiliging. Tegelijkertijd, gericht op het afterpuls-probleem, ze gaven de beveiliging willekeurig nummer informatie bovengrens met het bestaan ​​van afluisteren.

Om het probleem van detectie-efficiëntiemismatch en slechte detectorgevoeligheid voor de verdeling van de lichtbron op te lossen, de onderzoekers stelden een methode voor om de verdeling van de lichtbron te monitoren, en gaf een bitsnelheidsformule op basis van de composable beveiliging met volledige aandacht voor het eindige lengte-effect.

Deze studie heeft het beveiligingsprobleem dat wordt veroorzaakt door imperfecte meetapparatuur in brononafhankelijke quantum random number-systemen kwantitatief geanalyseerd en de bijbehorende oplossingen gegeven, wat een belangrijke theoretische ondersteuning biedt voor de realisatie van ultrasnelle commerciële brononafhankelijke quantum random number generator.