CN220271887U - 一种量子随机数发生器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种量子随机数发生器，包括顺次连接的光源、分束器、多个光电探测器、第一信号放大器、第二信号放大器、切换模块、模数转换器和处理器；分束器的入射端与光源连接，分束器用于将光源发出的光信号分成多路，多个光电探测器与多路光信号一一对应；其中，切换模块包括切换开关和二级放大电路，切换开关的输入端与第二信号放大器的输出端连接，二级放大电路的输入端与切换开关的第一输出端连接，二级放大电路的输出端与模数转换器的输入端连接，切换开关的第二输出端与模数转换器的输入端连接，切换模块用于将切换开关的输入端在切换开关的第一输出端和第二输出端之间切换导通。

Description

一种量子随机数发生器

技术领域

本申请涉及量子随机数技术领域，尤其涉及一种量子随机数发生器。

背景技术

随机数是信息时代的一种重要基础资源。量子随机数发生器基于量子物理原理产生具有内禀随机性的真随机数，为科学仿真、密码学等领域提供了极大的助力。

目前量子随机数发生器主要由激光器、分束器、光电探测器、信号放大器、模数转换器和处理器组合而成。分束器将激光器发出的光信号分成多路，光电探测器将光信号转换为电流信号，信号放大器放大光电探测器输出的电流信号并转化为电压信号，模数转换器采集信号放大器输出的电压信号，处理器对模数转换器输出的数字信号处理输出随机数。然而，目前的量子随机数发生器在使用时存在着系统稳定性较差的问题。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种量子随机数发生器。

本申请提供了一种量子随机数发生器，所述量子随机数发生器包括顺次连接的光源、分束器、多个光电探测器、第一信号放大器、第二信号放大器、切换模块、模数转换器和处理器；所述分束器的入射端与所述光源连接，所述分束器用于将所述光源发出的光信号分成多路，所述多个光电探测器与多路所述光信号一一对应，所述光电探测器用于将所述光信号生成电流信号，所述第一信号放大器用于将所述电流信号转换成电压信号并放大，所述第二信号放大器用于放大所述第一信号放大器输出的电压信号，所述模数转换器用于根据放大后的电压信号生成数字信号，所述处理器用于根据所述数字信号生成量子随机数；

其中，所述切换模块包括切换开关和二级放大电路，所述切换开关的输入端与所述第二信号放大器的输出端连接，所述二级放大电路的输入端与所述切换开关的第一输出端连接，所述二级放大电路的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述切换开关的第二输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述切换模块用于将所述切换开关的输入端在所述切换开关的第一输出端和第二输出端之间切换导通。

本申请的一些实施例中，所述二级放大电路包括第一运放芯片，所述第一运放芯片的输入端与所述切换开关的第一输出端连接，所述第一运放芯片的输出端与所述模数转换器的输入端连接。

本申请的一些实施例中，所述量子随机数发生器还包括：电压传感器，连接于所述第二信号放大器的输出端，所述电压传感器用于检测所述第二信号放大器输出的电压信号的大小；控制器，所述控制器被配置为根据所述电压传感器的检测结果控制切换所述切换开关的输出端。

本申请的一些实施例中，所述多个光电光电探测器均为雪崩光电二极管。

本申请的一些实施例中，所述多个光电探测器串联设置构成光电探测电路，所述第一信号放大器包括：I-V变换电路，所述I-V变换电路的输入端与所述光电探测电路的输出端连接，所述I-V变换电路的输出端与所述第二信号放大器的输入端连接，所述I-V变换电路用于将所述电流信号转换成电压信号并放大；自动调零电路，所述自动调零电路用于对所述I-V变换电路的输出信号进行积分，提取所述I-V变换电路的输出信号中的直流成分并反馈到所述I-V变换电路的正相输入端。

本申请的一些实施例中，所述自动调零电路包括第二运放芯片、电容、第一电阻和第二电阻，所述电容的两端分别连接所述第二运放芯片的反相输入端和输出端，所述第二运放芯片的正相输入端接地，所述第二运放芯片的输出端串联所述第一电阻后连接所述I-V变换电路的正相输入端，所述第二运放芯片的反相输入端串联所述第二电阻后连接所述I-V变换电路的输出端。

本申请的一些实施例中，所述I-V变换包括第三运放芯片、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的两端分别与所述第三运放芯片的反相输入端和输出端连接，所述第三运放芯片的反相输入端与所述光电探测电路的输出端连接，所述第三运放芯片的正相输入端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地。

本申请的一些实施例中，所述第二信号放大器包括一级放大电路，所述一级放大电路的输入端与所述I-V变换电路的输出端连接，所述一级放大电路的输出端与所述切换开关的输入端连接。

本申请的一些实施例中，所述一级放大电路包括第四运放芯片、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第五电阻串联设置于所述I-V变换电路的输出端与所述第四运放芯片的反相输入端之间，所述第六电阻的两端分别连接所述第四运放芯片的反相输入端和输出端，所述第四运放芯片的正相输入端串联所述第七电阻后接地。

本申请的一些实施例中，所述分束器将所述光源发出的光信号分成两路，所述多个光电探测器包括串联设置的第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器的负极连接正电压，所述第一光电探测器的正极连接所述I-V变换电路的输入端，所述第二光电探测器的正极连接负电压，所述第二光电探测器的负极与所述第一光电探测器的正极连接。

本申请提供的量子随机数发生器可以实现以下有益技术效果：

本申请提供的量子随机数发生器中设置有第一信号放大器和第二信号放大器，在第二信号放大器之后设置切换模块，切换模块包括切换开关和二级放大电路，切换模块可以根据实际需求将切换开关的输入端分别与切换开关的第一输出端和第二输出端切换导通，切换模块将切换开关的输入端与切换开关的第一输出端导通时，能够将电压信号经二级放大电路再次放大，从而保证模数转换器的正常转换。切换模块将切换开关的输入端与切换开关的第二输出端导通时，从第二信号放大器输出的电压信号能够直接进入模数转换器的输入端，无需再次放大电压信号。如此设计，提高了对光源强度的兼容性，在保证输入至模数转换器的电压信号满足信号使用要求的同时，避免造成电压信号的饱和，从而能够有效提高量子随机数发生器的系统稳定性。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本申请的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与描述一起用于解释本申请的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本申请的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的量子随机数发生器的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的量子随机数发生器的电路结构示意图。

附图标记：

1、光源；2、分束器；3、光电探测器；31、光电探测电路；4、第一信号放大器；41、I-V变换电路；42、自动调零电路；5、第二信号放大器；51、一级放大电路；6、切换模块；61、切换开关；62、控制器；7、模数转换器；8、处理器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

随机数是信息时代的一种重要基础资源。量子随机数发生器基于量子物理原理产生具有内禀随机性的真随机数，为科学仿真、密码学等领域提供了极大的助力。

目前量子随机数发生器主要由激光器、分束器、光电探测器、信号放大器、模数转换器和处理器组合而成。分束器将激光器发出的光信号分成多路，光电探测器将光信号转换为电流信号，信号放大器放大光电探测器输出的电流信号，并转换为电压信号，当光源强度较弱时，光电探测器捕获到的光信号强度较弱，进而导致转换出的电压信号强度较弱，为了保证输入至模数转换器的电压信号具有合适的带宽和频谱，需对强度较弱的电压信号进行多次放大。现有技术中通常采用至少三个信号放大器，以对电压信号进行多级放大。然而，当光源强度较强时，光电探测器捕获到的光信号强度较强，进而转换出的电压信号强度也较强，若对强度较大的电压信号经至少三次放大时，容易导致电压信号的饱合，从而导致输出信号失真，不仅会对信号放大器造成损坏，还会影响量子随机数发生器的系统稳定性。

为了解决上述问题，本申请提供一种量子随机数发生器中只需设置两个信号放大器，即第一信号放大器和第二信号放大器，减少了信号放大器的使用数量，从而有效降低了能耗。在第二信号放大器之后设置切换模块，切换模块包括切换开关和二级放大电路，切换模块可以根据实际需求将切换开关的输入端分别与切换开关的第一输出端和第二输出端切换导通，切换模块将切换开关的输入端与切换开关的第一输出端导通时，能够将电压信号经二级放大电路再次放大，从而保证模数转换器的正常转换。切换模块将切换开关的输入端与切换开关的第二输出端导通时，从第二信号放大器输出的电压信号能够直接进入模数转换器的输入端，无需再次放大电压信号。如此设计，提高了对光源强度的兼容性，在保证输入至模数转换器的电压信号满足信号使用要求的同时，避免造成电压信号的饱和，从而能够有效提高量子随机数发生器的系统稳定性。

下面结合附图，对根据本申请所提供的量子随机数发生器进行详细说明。

本申请一示例性实施例提供了一种量子随机数发生器，如图1和图2所示，量子随机数发生器包括顺次连接的光源1、分束器2、光电探测器3、第一信号放大器4、第二信号放大器5、切换模块6、模数转换器7和处理器8。分束器2的入射端与光源1连接，分束器2用于将光源1发出的光信号分成多路，多个光电探测器3与多路光信号一一对应以分别捕获多路光信号，光电探测器3将光信号生成电流信号，第一信号放大器4将电流信号转换成电压信号并放大，第二信号放大器5对第一信号放大器4输出的电压信号进行放大，模数转换器7根据放大后的电压信号生成数字信号，处理器8根据数字信号生成量子随机数。

本实施例中，量子随机数发生器还设置有切换模块6，切换模块6包括切换开关61和二级放大电路，切换开关61的输入端与第二信号放大器5的输出端连接，二级放大电路的输入端与切换开关61的第一输出端连接，二级放大电路的输出端与模数转换器7的输入端连接，切换开关61的第二输出端与模数转换器7的输入端连接，切换模块6用于将切换开关61的输入端在切换开关61的第一输出端和第二输出端之间切换导通。

如此设计，在第二信号放大器5之后设置切换模块6，切换模块6可以根据实际需求将切换开关61的输入端分别与切换开关61的第一输出端和第二输出端切换导通，切换模块6将切换开关61的输入端与切换开关61的第一输出端导通时，能够将电压信号经二级放大电路再次放大，从而使输入至模数转换器7的电压信号满足信号使用要求，保证模数转换器7的正常转换。切换模块6将切换开关61的输入端与切换开关61的第二输出端导通时，从第二信号放大器5输出的电压信号能够直接进入模数转换器7的输入端，无需再次放大电压信号，在保证输入至模数转换器7的电压信号满足信号使用要求的同时，避免造成电压信号的饱和。通过设置切换模块6提高了对光源强度的兼容性，从而能够有效提高量子随机数发生器的系统稳定性。

示例性地，当光源强度较弱时，经第二信号放大器5放大后的电压信号仍不满足信号使用要求，切换模块6将切换开关61的输入端与切换开关61的第一输出端导通，经二次放大电路对经第二信号放大器5放大后的电压信号再次放大，使输入至模数转换器7的电压信号满足信号使用要求，保证模数转换器7的正常转换。当光源强度较强时，经第二信号放大器5放大后电压信号满足信号使用要求，无需对电压信号再次放大，切换模块6将切换开关61的输入端与切换开关61的第二输出端导通，使经第二信号放大器5放大后的电压信号输入至模数转换器7。示例性地，在将切换开关61的输入端切换至与不同的输出端导通时，可通过手动进行切换，也可通过控制器62进行自动切换，对此不做具体限定。

一实施例中，如图2所示，二级放大电路包括第一运放芯片L1，第一运放芯片L1的输入端与切换开关61的第一输出端连接，第一运放芯片L1的输出端与模数转换器7的输入端连接。采用这样的设置形式，实现了可选择通过二级放大电路将电压信号再次放大，使输入至模数转换器7的电压信号满足信号使用要求，保证模数转换器7的正常转换。

一实施例中，如图2所示，量子随机数发生器还包括电压传感器(图中未示出)和控制器62，电压传感器连接于第二信号放大器5的输出端，通过电压传感器检测第二信号放大器5输出的电压信号的大小，之后通过控制器62根据电压传感器的检测结果控制切换切换开关61的输出端。示例性地，当电压传感器检测到的电压信号不满足信号使用要求时，例如电压信号超出-1V～+1V的电压范围内，控制器62控制切换开关61的输入端与切换开关61的第二输出端导通。当电压传感器检测到的电压信号满足信号使用要求时,例如电压信号位于-1V～+1V的电压范围内，控制器62控制切换开关61的输入端与切换开关61的第一输出端导通。

如此设计，代替手动对切换开关61进行切换的方式，能够有效地提高切换时的便利性和及时性，进一步提高了量子随机数发生器的系统稳定性。

一实施例中，多个光电探测器3均采用高检测灵敏度、低暗电流的雪崩光电二极管，不仅有利于量子信号的捕获，还能够降低后级处理的复杂性。

一实施例中，如图1和图2所示，多个光电探测器3串联设置构成光电探测电路31，第一信号放大器4包括I-V变换电路41和自动调零电路42，I-V变换电路41的输入端与光电探测电路31的输出端连接，I-V变换电路41的输出端与第二信号放大器5的输入端连接。多路光信号分别经过多个光电探测器3后，由光信号转换成微弱的电流信号，再由I-V变换电路41将此电流信号转换为电压信号并放大后输出至第二信号放大器5。

在此过程中，若输入光电探测电路31的光信号不平衡，就会在转换成电压信号时产生一个比较的直流电压，此直流电压对于量子随机数发生器而言为无用信号，但是容易造成第一信号放大器4的饱和，因此需要滤除。对此，相关技术中常采用在信号放大器后串接电容的交流耦合方式来消除直流分量，但是串接的电容不仅会引起信号质量恶化，还会和电阻形成低通滤波器，严重限制采集信号的带宽和质量。另外，相关技术中还采用手动调整电位器的值来实现对零点的调节，这种方式不仅操作难度大，对操作人员的技术要求高，人为因素影响较大，而且容易收到外界振动等因素的干扰，从而导致采集光信号结果的可靠性较低。

基于此，本实施例中，如图2所示，采用自动调零电路42对此直流电压进行有效滤除。自动调零电路42用于对I-V变换电路41的输出信号进行积分，提取I-V变换电路41的输出信号中的直流成分并反馈到I-V变换电路41的正相输入端，以有效过滤由于光源1、器件的不平衡而产生的直流电压，避免使用电容隔离对电压信号造成的影响，代替手动调零的方式，降低了操作难度，提高了采集光信号结果的可靠性，有效提高了量子随机数发生器的系统稳定性和可靠性。

一实施例中，如图2所示，自动调零电路42包括第二运放芯片L2、电容C、第一电阻R1和第二电阻R2，电容C的两端分别连接第二运放芯片L2的反相输入端和输出端，第二运放芯片L2的正相输入端接地，第二运放芯片L2的输出端串联第一电阻R1后连接I-V变换电路41的正相输入端，第二运放芯片L2的反相输入端串联第二电阻R2后连接I-V变换电路41的输出端，接收I-V变换电路41的输出信号。

示例性地，第二运放芯片L2可采用极低偏置电流的运放芯片LTC6268，其偏置电流为fA级，从而可以有效克服运放芯片本身的误差。

一实施例中，如图2所示，I-V变换电路41包括第三运放芯片L3、第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的两端分别与第三运放芯片L3的反相输入端和输出端连接，第三运放芯片L3的反相输入端与光电探测电路31的输出端连接，第三运放芯片L3的正相输入端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端接地。

示例性地，第三运放芯片L3也可以采用极低偏置电流的运放芯片LTC6268，其偏置电流为fA级，从而可以有效克服运放芯片本身的误差，确保了I-V变换电路41具备更好的平衡特性。

一实施例中，如图2所示，第二信号放大器5包括一级放大电路51，一级放大电路51的输入端与I-V变换电路41的输出端连接，一级放大电路51的输出端与切换开关61的输入端连接。通过第二信号放大器5将I-V变换电路41输出的电压信号进行放大，提高了电压信号的带宽和质量，从而有利于模数转换器7的正常转换。

一实施例中，如图2所示，一级放大电路51包括第四运放芯片L4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，第五电阻R5串联设置于I-V变换电路41的输出端与第四运放芯片L4的反相输入端之间，第六电阻R6的两端分别连接第四运放芯片L4的反相输入端和输出端，第四运放芯片L4的正相输入端串联第七电阻R7后接地。I-V变换电路41输出的经自动调零电路42滤除无用直流电压后的有效电压信号，经一级放大电路51放大R6/R5倍后，输出至切换模块6。

一实施例中，如图1和图2所示，分束器2将光源1发出的光信号分成两路，多个光电探测器3包括串联设置的第一光电探测器D1和第二光电探测器D2，第一光电探测器D1的负极连接正电压，第一光电探测器D1的正极连接I-V变换电路41的输入端，第二光电探测器D2的正极连接负电压，第二光电探测器D2的负极与第一光电探测器D1的正极连接。第一光电探测器D1和第二光电探测器D2均采用雪崩光电二极管，不仅有利于光信号的捕获，还能够对光信号进行初步放大，从而能够降低后级处理的复杂性。

在实际应用中，来自于光源1的两路光信号进入光电探测电路31中，通过第一光电探测器D1和第二光电探测器D2的作用产生电流信号I11和I12，电流流向如图2中的箭头所示。I11和I12中的直流分量对于量子随机数发生器为无用信号，理论上，通过光电探测电路31的平衡作用可以相互抵消，从而可以等得到有效的交流信号I2＝I11+I12，之后此交流信号I2经I-V变换电路41转换后得到电压信号U1＝I3×R3，I3＝I2。但是通常情况下，光路1和光路2的光信号无法完全一致，并且第一光电探测器D1和第二光电探测器D2的性能也有偏差，导致I11和I12的直流分量无法完全抵消，从而在经I-V变换电路41进行信号转换后得到一个无用的直流电压U1’。由第二运放芯片L2、电容C、第一电阻R1和第二电阻R2构成的自动调零电路42，提取此直流电压U1’后反馈至第三运放芯片L3接地处理的正相输入端进行消除，从而I-V变换电路41输出的信号为有效电压信号U＝I3×R3-U1’。再由一级放大电路51对U放大R6/R5倍后输出至切换模块6。

本申请实施例提供的量子随机数发生器中，光电探测器采用雪崩光电二极管，不仅有利于光信号的捕获，还能够对捕获到的光信号进行初步放大，从而能够降低后级处理的复杂性。

通过在第一信号放大器4中设置自动调零电路42，滤除直流电压，代替手动调零的方式，降低了操作难度，提高了采集光信号结果的可靠性，有效提高了量子随机数发生器的系统稳定性和可靠性。

在第二信号放大器5之后设置切换模块6，切换模块6可以根据实际需求将切换开关61的输入端分别与切换开关61的第一输出端和第二输出端切换导通，切换模块6将切换开关61的输入端与切换开关61的第一输出端导通时，能够将电压信号经二级放大电路再次放大，从而使输入至模数转换器7的电压信号满足信号使用要求，保证模数转换器7的正常转换。切换模块6将切换开关61的输入端与切换开关61的第二输出端导通时，从第二信号放大器5输出的电压信号能够直接进入模数转换器7的输入端，无需再次放大电压信号，在保证输入至模数转换器7的电压信号满足信号使用要求的同时，避免造成电压信号的饱和。通过设置切换模块6提高了对光源强度的兼容性，保证放大后的电压信号的强度处于合适的范围内，从而能够有效提高量子随机数发生器的系统稳定性。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种量子随机数发生器，其特征在于，包括顺次连接的光源、分束器、多个光电探测器、第一信号放大器、第二信号放大器、切换模块、模数转换器和处理器；所述分束器的入射端与所述光源连接，所述分束器用于将所述光源发出的光信号分成多路，所述多个光电探测器与多路所述光信号一一对应，所述光电探测器用于将所述光信号生成电流信号，所述第一信号放大器用于将所述电流信号转换成电压信号并放大，所述第二信号放大器用于放大所述第一信号放大器输出的电压信号，所述模数转换器用于根据放大后的电压信号生成数字信号，所述处理器用于根据所述数字信号生成量子随机数；

其中，所述切换模块包括切换开关和二级放大电路，所述切换开关的输入端与所述第二信号放大器的输出端连接，所述二级放大电路的输入端与所述切换开关的第一输出端连接，所述二级放大电路的输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述切换开关的第二输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述切换模块用于将所述切换开关的输入端在所述切换开关的第一输出端和第二输出端之间切换导通。

2.根据权利要求1所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述二级放大电路包括第一运放芯片，所述第一运放芯片的输入端与所述切换开关的第一输出端连接，所述第一运放芯片的输出端与所述模数转换器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述量子随机数发生器还包括：

电压传感器，连接于所述第二信号放大器的输出端，所述电压传感器用于检测所述第二信号放大器输出的电压信号的大小；

控制器，所述控制器被配置为根据所述电压传感器的检测结果控制切换所述切换开关的输出端。

4.根据权利要求1所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述多个光电探测器均为雪崩光电二极管。

5.根据权利要求1至4任一项所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述多个光电探测器串联设置构成光电探测电路，所述第一信号放大器包括：

I-V变换电路，所述I-V变换电路的输入端与所述光电探测电路的输出端连接，所述I-V变换电路的输出端与所述第二信号放大器的输入端连接，所述I-V变换电路用于将所述电流信号转换成电压信号并放大；

自动调零电路，所述自动调零电路用于对所述I-V变换电路的输出信号进行积分，提取所述I-V变换电路的输出信号中的直流成分并反馈到所述I-V变换电路的正相输入端。

6.根据权利要求5所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述自动调零电路包括第二运放芯片、电容、第一电阻和第二电阻，所述电容的两端分别连接所述第二运放芯片的反相输入端和输出端，所述第二运放芯片的正相输入端接地，所述第二运放芯片的输出端串联所述第一电阻后连接所述I-V变换电路的正相输入端，所述第二运放芯片的反相输入端串联所述第二电阻后连接所述I-V变换电路的输出端。

7.根据权利要求5所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述I-V变换包括第三运放芯片、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的两端分别与所述第三运放芯片的反相输入端和输出端连接，所述第三运放芯片的反相输入端与所述光电探测电路的输出端连接，所述第三运放芯片的正相输入端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地。

8.根据权利要求5所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述第二信号放大器包括一级放大电路，所述一级放大电路的输入端与所述I-V变换电路的输出端连接，所述一级放大电路的输出端与所述切换开关的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述一级放大电路包括第四运放芯片、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述第五电阻串联设置于所述I-V变换电路的输出端与所述第四运放芯片的反相输入端之间，所述第六电阻的两端分别连接所述第四运放芯片的反相输入端和输出端，所述第四运放芯片的正相输入端串联所述第七电阻后接地。

10.根据权利要求5所述的量子随机数发生器，其特征在于，所述分束器将所述光源发出的光信号分成两路，所述多个光电探测器包括串联设置的第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器的负极连接正电压，所述第一光电探测器的正极连接所述I-V变换电路的输入端，所述第二光电探测器的正极连接负电压，所述第二光电探测器的负极与所述第一光电探测器的正极连接。