CN102508634A - 一种基于y分支波导的光量子随机数发生器 - Google Patents

Abstract

一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器，属于信息安全领域。包括激光脉冲源，可调光衰减器，Y分支波导，第一、二单光子探测器，时钟同步控制器，延时器和数据采集卡；激光脉冲源产生的激光脉冲经可调光衰减器衰减后进入Y分支波导，Y分支波导的两个支路的输出信号分别被第一、二单光子探测器探测并转换成电信号后由数据采集卡采集；时钟同步控制器同时控制激光脉冲源所产生的激光脉冲的频率和数据采集卡的采集频率。本发明基于光量子效应，利用单光子态脉冲进入Y分支波导分支路径的物理随机特性产生随机数。本发明所产生的随机数能够通过NIST制定的随机数序列性能测试软件测试，且具有成本低、体积小的特点，可适用于信息安全和信息加密等领域。

Description

一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器

技术领域

本发明属于信息安全领域，特别涉及光量子随机数发生器。

背景技术

随机数发生器在统计抽样学、计算机模拟测试、电子商务电子政务等众多领域中有着重要的应用，尤其是在信息安全和信息加密等领域，随机数更是起着关键的作用。近年来，量子保密通信(见文献K.Inoue，“Quantum key distribution technologies，”Selected Topics inQuantum Electronics，IEEE Journal of，vol.12，no.4，pp.888-896，July-Aug.2006.)已成为信息研究的热门，而随机数在其密钥形成的过程中发挥着重要作用，如果这些随机数被第三者窃取或者破解，通讯双方通过公共信道讨论探测结果时，窃听者就可能完全获取密钥而不被发现。一股情况下，人们利用计算机产生随机数序列，但是由于这种随机数产生源是经典的，总是与一定的算法对应，原则上总可以找到其中的规律性，是可以被破解的。真正的随机数序列应该是从各种随机物理过程中产生得到的，而不能通过某个具体的算法计算得到。

真随机数发生器所产生的随机数来源于真实的随机物理过程，因而彻底地消除了伪随机数的周期性问题，具有不可预测、不可再现等特性，这对于上述应用有着重要意义。自然界中存在着丰富的物理随机现象，物理随机源就是利用物理量观测值本身的随机性获得真随机数。量子态叠加原理指出：量子系统可以处在对应一个力学量的本征态的叠加态上，对叠加态的测量将会使系统塌缩到某个确定的态上，当各分量前的加权系数相同时，测量的结果就是完全随机的，利用这种量子效应可以得到真正意义上的真随机源。如由核衰变发生的光电效应、康普顿效应和电子对效应是随机的，可用于实现真随机源(见文献A.Alkassar，T.Nicolay，and M.Rohe，“Obtaining true random binary numbers from a weak radioactive source，”LectureNotes in Computer Science，2005，Volume 3481/2005，12-13)；被囚禁的单离子共振荧光辐射产生光子的间隔时间是随机分布的，可作为真随机源(见文献W.M.Itano，J.C.Bergquist，R.G.Hulet，and D.J.Wineland，“Radiative Decay Rates in Hg+from Observations of Quantum Jumps ina Single Ion，”Phys.Rev.Lett.，vol.59，pp.2732-2735，1987.)；激光斑图案的空间分布的随机特性也可以被用于二维真随机数的产生(见文献A.J.Martino and G.Michael Morris，“Opticalrandom number generator based on photoevent locations，”Appl.Opt.，vol.30，pp.981-989，1991.)。然而以上真随机源存在放射性物质使用的不方便、数据采集上的难度以及随机数产生速率较低、系统较复杂，不易构成实用化模块等不足，因此应用范围受到了限制。在各类量子物理随机源中，基于光量子随机特性的随机源，具有严格意义上的真随机性，且这类随机源具有速率潜力大、稳定性易于控制、实现装置相对简单、容易产品化等优点，是物理真随机源的一个新兴且重要的发展方向。

一个物理的真随机数发生器无论是在计算机模拟计算，经典信息安全领域以及未来的量子信息领域都有重要应用。近年来，随着单光子探测技术的发展，已经有不少基于光量子随机特性的真随机源的理论和实验方案公开发表。

奥地利Wein大学量子信息小组采用半导体发光二极管作为单光子源、45°的光偏振分束器分光，高灵敏度的光电倍增管作为单光子探测器搭建了随机数发生器的光学部分。设计了相关驱动电路和计算机接口电路，并编制了相应的驱动程序(见文献Thomas Jennewein，UlrichAchleitner，Gregor Weihs，Harald Weinfurter，Anton Zeilinger，“A fast and compact quantumrandom number generator，”Review of Scientific Instruments，vol.71，no.4，pp.1675-1680，Apr2000.)。该方案随机数序列采集速率可达1Mbit/s，并且成功的将其运用到量子保密通信实验中。

瑞士Geneva大学光通讯实验室采用半导体发光二极管作为光子源(近红外光)、50∶50的光分束器、雪崩二极管作为单光子探测器、单模光纤选模、长达几十米的多模光纤做延迟等搭建了光量子随机源发生系统(见文献AndréStefanov，Nicolas Gisin，Olivier Guinnard，LaurentGuinnard，Hugo Zbinden，“Optical Quantum Random Number Generator”，Journal of ModernOptics，v47，n4，p595-598，March 20，2000)，其随机数序列采集速率可达100Kbit/s。

中国科学院物理所采用He-Ne激光器作为光子源、50∶50的光分束器分光、光电倍增管作为单光子探测器搭建了光量子随机数发生系统(见文献廖静，梁创，魏亚军，吴令安，潘少华，姚德成，“基于光量子的真随机源”[J].物理学报，2001，(03)：467-472.)。设计了较高速的信号处理电路和计算机数据采集系统，对获得的二进制随机序列采用Huffman编码和数据压缩方法处理后，基本满足随机性的要求。该方案随机数序列采集速率理论上可达200Kbit/s，但为了减少误码，确保系统工作的稳定，实际应用中工作在20Kbit/s的速率上。

四川绵阳海迅科技有限公司发明了一种基于菲涅耳组合棱镜的光量子随机数发生器，采用雪崩二极管构成的单光子探测器，由两个偏振器构成的衰减器，通过调整它们透振方向的夹角来调节衰减率。使用了均匀交替变换标准基的方法平衡0、1数目(见专利祝文军，“量子随机数发生器及其均匀交替变换标准基的方法”[P]，中国专利：CN1396518，2003-02-12.)，其随机数产生速率达到0.5Mbit/s。

然而在这些方案中也存在着某些不足，比如光偏振分束器的使用要求对光束质量比较高，光电倍增管的使用会使商品化成本很高、产品体积大；采用多模光纤做延迟使两部分光路不对称的设计很难保证随机数序列的均衡，如此长的光纤也很难小型化；He-Ne激光器和光电倍增管都需要高压电源，本身又是真空管器件：体积大，易碎；对实验采集的序列进行数学方法处理会导致整个序列的部分相关，导致随机数序列的随机性能下降；最重要的是不管是使用由光电倍增管还是雪崩二极管构成的单光子探测器，都应该对其由固有的生产工艺缺陷而导致的伪计数加以控制。这些不足限制了上述设计方案在实际当中的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服论述中使用单光子探测器时没有对其产生的伪计数加以控制的不足而提供一种光量子随机数发生器，具有随机数序列产生速率高的特点。

本发明技术方案如下：

一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器，如图1所示，包括激光脉冲源1、可调光衰减器2、Y分支波导3、第一单光子探测器4、第二单光子探测器5、时钟同步控制器6、延时器7和数据采集卡8。激光脉冲源1产生的激光脉冲经可调光衰减器2衰减至出现量子效应后物理随机地进入Y分支波导3的两个支路之一，Y分支波导3的两个支路的输出信号分别被第一单光子探测器4或第二单光子探测器5探测并转换成电信号后由数据采集卡8采集。时钟同步控制器6输出两路时钟信号，第一路时钟信号用于控制激光脉冲源1所产生的激光脉冲的频率；第二路时钟信号经延时器7延时后用于控制数据采集卡8的采集频率，使得数据采集卡8与激光脉冲源1所产生的激光脉冲的频率同步地采集第一单光子探测器4或第二单光子探测器5输出电信号。两个单光子探测器中：仅有第一单光子探测器有高电平输出并被数据采集卡8采集时，数据采集卡8产生一个“1”或“0”数据；仅有第二单光子探测器有高电平输出并被数据采集卡8采集时，数据采集卡8产生一个“0”或“1”数据；两个单光子探测器都有高电平输出并被数据采集卡8采集时，数据采集卡8不产生“0”或“1”数据；数据采集卡8将产生的“0”或“1”数据按时问先后顺序组成0、1序列存储并输出。

需要特别说明的是：

1、Y分支波导3的结构如图2所示，由锥形过渡波导将直波导和两段分支波导连接在一起形成“Y”字形结构，可以是恒定折射率型Y分支波导，也可以是渐变折射率型Y分支波导。

2、激光脉冲源1所产生的激光脉冲波长应与第一或第二单光子探测器的响应波长相对应，即激光脉冲源1所产生的激光脉冲波长应当能够被第一或第二单光子探测器所响应。例如：当激光脉冲源1采用激光二极管、所产生的激光脉冲波长为890nm，对应单光子探测器为硅材料制成的雪崩二极管时，激光脉冲源1所产生的激光脉冲波长能够被第一或第二单光子探测器所响应。

3、数据采集卡8所产生的0、1序列能够通过USB接口送至计算机。

4、延时器7的作用是对时钟同步控制器6产生的第二路时钟信号进行延时，使得第二路时钟信号到达数据采集卡8时刻的延时时间与激光脉冲源1所产生的激光脉冲到达第一单光子探测器4或第二单光子探测器5时刻的延时时间的时间差尽可能的小(理想情况下为零)。

本发明的工作原理是：

激光二极管构成的激光脉冲源1发出的激光脉冲通过可调光衰减器2将激光脉冲光束衰减调节至近似于单光子态。衰减后的激光脉冲被耦合进入Y分支波导3，由于量子效应，单光子会物理随机的进入Y分支波导3上下两支路，随后被置于其后的单光子探测器4、5探测并输出标准的TTL电平脉冲。定义由通过Y分支波导3上支路光子所引起的单光子探测器5输出的TTL电平脉冲为比特1，由通过Y分支波导3下支路光子所引起的单光子探测器4输出的TTL电平脉冲为比特0。最后，两路TTL电平脉冲经过数据采集卡8采集并处理上传至计算机9。这样，光子流完全随机的通过Y分支波导3上或下支路，最终在计算机9里记录下一串0、1二进制的随机数序列。

其中，时钟同步控制器6发出的时钟信号用于驱动激光脉冲源1和数据采集卡8采集经单光子探测器4、5探测输出的标准TTL电平脉冲。

高度衰减的激光脉冲含有的光子数目是服从泊松(Poisson)分布的，设每个光脉冲中含有的平均光子数为μ，则每个光脉冲中含有n个光子的脉冲所占的概率为：

$P(n,\mathrm{\μ})=\frac{{\mathrm{\μ}}^n}{n!}{e}^{-\mathrm{\μ}}---\left(1\right)$

当n＝0时，得到空脉冲；当n＝1时，得到单光子脉冲；当n＞1时，得到的是多光子脉冲。多光子脉冲在全部含有光子的脉冲中的概率(简称多光子条件概率)为：

$P(n>1,\mathrm{\μ}|n>0,\mathrm{\μ})=\frac{1-P(0,\mathrm{\μ})-P(1,\mathrm{\μ})}{1-P(0,\mathrm{\μ})}=\frac{1-e^{-\mathrm{\μ}}(1+\mathrm{\μ})}{1-e^{-\mathrm{\μ}}}\≈\frac{\mathrm{\μ}}{2}---\left(2\right)$

从式(2)中可以看出，包含多光子脉冲的概率可以被控制得任意小，但是，当μ很小时，由(1)式得空脉冲的概率为：P(0，μ)＝e^-μ≈1-μ，可以看出此时脉冲在多数情况下都是空脉冲。因为即使是不含光子的空脉冲，极度灵敏的单光子探测器也会出现伪信号(如暗计数：在选通时间内热激发引起的伪计数)，正是因为暗计数，所以不能无限制的降低μ。因此一股取平均光子数μ为0.1，每个脉冲中包含两个以上光子的概率仅为5％，这可以认为是一个比较好的单光子源。

假设激光脉冲的波长是λ，工作在重复频率为f的状态下，光功率为P，那么根据单光子的能量计算公式其中h是普朗克常数，c是真空中的光速，可以得到单光子的能量E。进入可调光衰减器2中每个脉冲的能量值为

由此可以得到每个脉冲的光子数为

所以当对这个激光脉冲衰减

后，可得到每脉冲含0.1个单光子的激光脉冲光束。

在理想的工作条件下，数据采集卡8所采集到的随机数序列是完美的，即：

同一时刻下只有一个光子入射到Y分支波导内，没有出现一个脉冲拥有多个光子的情况；

Y分支波导的制备和工作状态是完美的，即光子进入Y分支波导后通过上下两支路的概率是严格相等的；

单光子探测器的量子效率是100％，即每个光子都能被探测到并形成TTL电平脉冲信号；

没有暗计数的产生，即雪崩二极管的光子作用区内的热激发没有引起电子空穴对的产生，从而这些载流子不会与光子激发的载流子有同样的机会得到倍增；

没有残留脉冲计数的产生，即雪崩二极管雪崩效应过后，残余的电子空穴对将会瞬间完全消失，不会引起新的击穿而造成伪计数。

虽然完全理想的工作条件不可能达到，但是本发明中采用了有效的方法来减小它们对随机数序列的不利影响。

首先，高度衰减的激光脉冲中含有的光子数遵循泊松分布，这样就有可能出现多个光子几乎同时进入Y分支波导的情况，即有可能单光子探测器4、5同时有TTL电平脉冲信号产生，后级电路难以鉴别光子前后到达时间，从而使得最后采集到的随机数序列受到影响。对于这个问题可以在数据采集卡读取到仅单光子探测器4有信号或单光子探测器5有信号的时候数据按原样输出，其他情况均认为没有收到光子而不输出数据。这样做虽然损失了一些信号，降低了数据的采集效率，但采集到的随机数序列的随机性没有受到影响。

其次，Y分支波导的制造工艺上的不完美可能会使波导分支的两条之路不是完全对称相同的，使两光路的平衡性产生细微的差异，从而造成随机序列0、1个数之比不是严格的1∶1。但它不会改变序列的不可预测性，在调节激光脉冲光束与Y分支波导水平偏转角度的同时，用光功率计检测Y分支波导两支路出射的光功率，使上下两路光强相等，再通过细调光纤到探测器的耦合效率，使采集到的序列的0、1数目之比接近1∶1。

再次，用硅材料制成的雪崩二极管构成的单光子探测器的量子效率现阶段只能达到70％-90％，因此入射的光子最终被探测并形成TTL电平脉冲信号会受到影响，而且就算是同一厂家同一批次生产的两个单光子探测器，在性能上也可能存在微小的差异。但幸运的是这些影响也是随机且不可预测的，因而不会影响最终采集到的随机数序列的随机性。

最后，由于单光子探测器的暗计数和残余脉冲计数是雪崩二极管本身所固有的原因所造成的，现阶段的生产制造工艺还不能完全除去它们。而暗计数和残余脉冲计数所引起的伪计数直接会影响到最终采集到的随机数值，所以要尽量降低它们对随机数序列的影响。由于两光路的对称性以及光子在光路中传播延时、单光子探测器响应延迟等因素的确定性，激光脉冲源发出的光子从发出到探测形成TTL电平脉冲信号最后到达数据采集卡所用的时间是一个确定值ΔT，而由暗计数和残余脉冲计数所引起的TTL电平脉冲信号却是在其他时间达到数据采集卡的。时钟同步控制器在控制激光二极管发出激光脉冲的同时提供一个与驱动二极管发光频率完全一致的电脉冲同步信号(脉宽50ns)，经过延时器延迟ΔT时间后，形成时间选通门控信号，让数据采集卡仅在这个门控信号的有效时间内进行数据采集，此时激光脉冲源发出的有效光子经探测并形成的TTL电平脉冲信号刚好到达数据采集卡，而绝大部分由于暗计数或残余脉冲计数所产生的TTL电平脉冲信号会被滤除而不会进入到所采集到的随机数序列中去。采用这种时间选通延迟计数法大大减小了伪计数对随机数序列产生的影响。

对采集到的随机数序列使用NIST制定的一种全面的随机数序列性能测试软件进行测试，它包含了16项测试，严格满足各种程度的随机性测试。

(1)频率检验，即测试“0”、“1”个数在整个序列中所占的比例是否是理想中的1∶1。

(2)块内频率检验，即测试序列长度为n比特的块中“1”出现的次数是否为

。

(3)游程检验，即测试随机序列中连续为“0”与连续为“1”的总数是否与理想随机序列一致，同时测试随机序列中“0”和“1”的变化是否过于剧烈或者过于缓慢。

(4)块内最长游程检验，即测试序列长度为n比特的块中连续“1”的最大长度是否与理想随机序列相一致。

(5)二值矩阵秩检验，即测试由序列构成的各子矩阵的秩，检查序列中各个定长子序列之间的线性相关性。

(6)离散傅立叶变换检验，即测试序列傅立叶变换后频谱的峰值，检测序列与理想随机序列之间周期特征的差异。

(7)非重叠模块匹配检验，即测试序列中是否有太多重复的子序列，在测试中采用长度为n比特的窗口来检验指定的n比特长的子序列。

(8)重叠模块匹配检验，与(7)的执行方式大体相同，不同之处在于该测试中找到指定子序列后，窗口不是后移n位，而是仅后移一位。

(9)通用统计检验，即测试两个匹配子序列之间的比特数目，检查序列是否能在不损失信息的情况下被显著压缩，不能被显著压缩的序列才是真随机的。

(10)Lempel-Ziv压缩检验，即测试序列中不同子序列的总数，检查序列的压缩能力，若序列能被显著压缩，则认为被测序列是非随机的。

(11)线性复杂度检验，即测试序列线性反馈移位寄存器的长度是否足够长，检查序列的线性复杂度是否达到要求。

(12)序列检验，即测试整个序列中长度为n比特的各种子序列出现的频率是否相同。

(13)近似熵检验，即测试两个相邻长度的序列子序列n与n+1出现的频率是否与理想随机序列中期望的出现频率相一致。

(14)累积和检验，即将被测的0、1序列转化为对应的-1，+1序列，测试序列的累积偏移量是否在零值附近。

(15)随机偏差测试，即将被测的0、1序列转化为对应的-1，+1序列，测试序列累积量的过零循环次数是否与理想的随机序列相一致。

(16)随机偏差变量测试，即将被测的0、1序列转化为对应的-1，+1序列，测试序列中累积量为某特定状态的次数与理想随机序列的次数之间的偏差。

以上16项统计测试将被测序列与理想随机序列的随机特性进行比较，将测试得到的统计量以正态分布或x²分布作为参考分布来计算将被测序列认为是随机序列的置信概率值，记该值为ξ。当ξ＞0.01时，则认为被测序列是随机的；当ξ＜0.01时，则认为被测序列不满足随机特性的要求。本发明提供的随机数产生器所产生的随机数序列，经上述软件16项严格测试，其置信概率值ξ＞0.01，证明本发明提供的随机数产生器所产生的随机数序列是真随机数序列。

综上所述，本发明提供的基于Y分支波导的光量子随机数发生器所产生的随机数序列，能够通过NIST制定的一种全面的随机数序列性能测试软件测试，且具有成本低、体积小的特点，可适用于信息安全和信息加密等领域。

附图说明

图1是本发明的一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器的结构示意图。

图2是一个采用新型折射率渐变型波导制作的Y分支波导的示意图。

具体实施方式

一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器，如图1所示，包括激光脉冲源1、可调光衰减器2、Y分支波导3、第一单光子探测器4、第二单光子探测器5、时钟同步控制器6、延时器7和数据采集卡8；激光脉冲源1产生的激光脉冲经可调光衰减器2衰减至出现量子效应后物理随机地进入Y分支波导3的两个支路之一，Y分支波导3的两个支路的输出信号分别被第一单光子探测器4或第二单光子探测器5探测并转换成电信号后由数据采集卡8采集；时钟同步控制器6输出两路时钟信号，第一路时钟信号用于控制激光脉冲源1所产生的激光脉冲的频率；第二路时钟信号经延时器7延时后用于控制数据采集卡8的采集频率，使得数据采集卡8与激光脉冲源1所产生的激光脉冲的频率同步地采集第一单光子探测器4或第二单光子探测器5输出电信号。

其中：所述激光脉冲源1为激光二极管，所发出的激光脉冲波长为890nm、脉宽5ns、输出功率0.5mw，光源调制为内调制，重复周期同步于时钟同步控制器；所述可调光衰减器2的衰减范围为0～60dB，衰减精度为±0.5dB；所述Y分支波导为渐变折射率型Y分支波导，分支角度为30°，输出损耗0.27dB；所述第一、第二单光子探测器是由硅材料制成的雪崩二极管构成的单光子探测器，量子效率70％；所述时钟同步控制器时钟调节范围lkHz～1GHz；所述延时器为精密延时器，延时精度为10ps；所述数据采集卡数据采集速率最高可以达到10Mbit/s。

本发明提供的随机数发生器工作时，首先将激光脉冲源1的重复频率用时钟同步控制器调节到5MHz；先将可调光衰减器的衰减值调至最大值，逐渐减小衰减值，直到观测探测器临界响应时为止，此时衰减值为43～44dB之间；用高速示波器观察单光子探测器输出的TTL电平脉冲信号和时钟同步控制器输出的同步电脉冲信号，测得两路信号延迟的时间间隔的ΔT为60ns，将精密延时器的延迟时间调至60ns接入到系统中，再用示波器观察延迟后的时钟信号与单光子探测器输出的信号到达数据采集卡的时间基本重合；将两个单光子探测器的输出分别连接到数据采集卡上的数据接收端口，延迟后的时钟同步信号送入到数据采集卡的同步信号接收端；最后在与数据采集卡相连的计算机上显示采集到的0、1随机数序列。

将采集到的随机数序列通过了NIST随机数测试标准程序的16项测试，随机数序列的随机性较好，采集速率为2Mbit/s。

Claims (7)

1.一种基于Y分支波导的光量子随机数发生器，包括激光脉冲源(1)、可调光衰减器(2)、Y分支波导(3)、第一单光子探测器(4)、第二单光子探测器(5)、时钟同步控制器(6)、延时器(7)和数据采集卡(8)；

激光脉冲源(1)产生的激光脉冲经可调光衰减器(2)衰减至出现量子效应后物理随机地进入Y分支波导(3)的两个支路之一，Y分支波导(3)的两个支路的输出信号分别被第一单光子探测器(4)或第二单光子探测器(5)探测并转换成电信号后由数据采集卡(8)采集；

时钟同步控制器(6)输出两路时钟信号，第一路时钟信号用于控制激光脉冲源(1)所产生的激光脉冲的频率，第二路时钟信号经延时器(7)延时后用于控制数据采集卡(8)，使得数据采集卡(8)与激光脉冲源1所产生的激光脉冲的频率同步地采集第一单光子探测器(4)或第二单光子探测器(5)输出电信号；

两个单光子探测器中：仅有第一单光子探测器有高电平输出并被数据采集卡(8)采集时，数据采集卡(8)产生一个“1”或“0”数据；仅有第二单光子探测器有高电平输出并被数据采集卡(8)采集时，数据采集卡(8)产生一个“0”或“1”数据；两个单光子探测器都有高电平输出并被数据采集卡(8)采集时，数据采集卡(8)不产生“0”或“1”数据；数据采集卡(8)将产生的“0”或“1”数据按时间先后顺序组成0、1序列存储并输出。

2.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，所述Y分支波导(3)由锥形过渡波导将直波导和两段分支波导连接在一起形成“Y”字形结构。

3.根据权利要求2所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，所述Y分支波导(3)为恒定折射率型Y分支波导或渐变折射率型Y分支波导。

4.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，激光脉冲源(1)所产生的激光脉冲波长与第一或第二单光子探测器的响应波长相对应，即激光脉冲源(1)所产生的激光脉冲波长能够被第一或第二单光子探测器所响应。

5.根据权利要求4所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，激光脉冲源(1)为激光二极管、所产生的激光脉冲波长为890nm，对应单光子探测器为硅材料制成的雪崩二极管。

6.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，数据采集卡8所产生的0、1序列能够通过USB接口送至计算机。

7.根据权利要求1所述的基于Y分支波导的光量子随机数发生器，其特征在于，延时器7的对时钟同步控制器6产生的第二路时钟信号进行延，使得第二路时钟信号到达数据采集卡8时刻的延时时间与激光脉冲源1所产生的激光脉冲到达第一单光子探测器4或第二单光子探测器5时刻的延时时间的时间差尽可能的小。

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