| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 引言 | 第11-12页 |
| 1.2 随机数的特征和应用 | 第12-15页 |
| 1.2.1 随机数的特征 | 第12-13页 |
| 1.2.2 随机数的应用 | 第13-15页 |
| 1.3 随机数的产生方法 | 第15-18页 |
| 1.3.1 伪随机数发生器 | 第16-17页 |
| 1.3.2 经典物理随机数发生器 | 第17页 |
| 1.3.3 量子随机数发生器 | 第17-18页 |
| 1.4 论文主要研究内容 | 第18-19页 |
| 第2章 基于激光相位波动的高速量子随机数发生器原理和总体方案 | 第19-26页 |
| 2.1 基于光学系统测量的量子随机数发生器的类型 | 第19-22页 |
| 2.1.1 基于单光子探测的量子随机数发生器 | 第19-21页 |
| 2.1.2 基于连续光探测的高速量子随机数发生器 | 第21-22页 |
| 2.2 从激光相位波动中提取量子随机数的理论模型 | 第22-23页 |
| 2.3 基于激光相位波动的量子随机数发生器总体方案 | 第23页 |
| 2.4 系统最优工作点的选定 | 第23-26页 |
| 第3章 基于激光相位波动的高速量子随机数发生器原型机 | 第26-60页 |
| 3.1 集成化的发生器装置 | 第26-44页 |
| 3.1.1 激光源及附属电路 | 第27-28页 |
| 3.1.2 干涉仪臂长差稳定电路 | 第28-29页 |
| 3.1.3 光纤干涉仪结构 | 第29-31页 |
| 3.1.4 高速采集处理传输系统 | 第31-43页 |
| 3.1.5 系统供电 | 第43-44页 |
| 3.2 高速采集处理传输系统逻辑设计 | 第44-58页 |
| 3.2.1 数据接收模块 | 第45-46页 |
| 3.2.2 原始随机数预处理模块 | 第46-47页 |
| 3.2.3 DDR3内存条接口模块 | 第47-51页 |
| 3.2.4 高速串行收发接口模块 | 第51-55页 |
| 3.2.5 千兆位以太网接口模块 | 第55-57页 |
| 3.2.6 USB 2.0接口模块 | 第57-58页 |
| 3.3 上位机软件设计 | 第58-60页 |
| 第4章 高速实时后处理算法 | 第60-77页 |
| 4.1 基于最小熵的随机性评估 | 第60-62页 |
| 4.2 随机数的后处理方式 | 第62-67页 |
| 4.2.1 简单的异或后处理 | 第62-63页 |
| 4.2.2 冯诺依曼后处理 | 第63-64页 |
| 4.2.3 基于线性反馈移位寄存器的后处理 | 第64页 |
| 4.2.4 基于大型Toeplitz矩阵的后处理 | 第64-67页 |
| 4.3 基于大型Toeplitz矩阵分解的高速实时后处理算法 | 第67-77页 |
| 4.3.1 算法设计思想和可行性 | 第67-72页 |
| 4.3.2 算法的硬件实现 | 第72-74页 |
| 4.3.3 时序优化 | 第74-77页 |
| 第5章 系统测试 | 第77-92页 |
| 5.1 信号采集系统性能测试 | 第77-80页 |
| 5.1.1 测试方法和原理 | 第77-78页 |
| 5.1.2 测试平台 | 第78-79页 |
| 5.1.3 测试结果 | 第79-80页 |
| 5.2 数据存储和传输性能测试 | 第80-86页 |
| 5.2.1 DDR3内存条存储性能测试 | 第81-82页 |
| 5.2.2 不同接口的传输性能测试 | 第82-86页 |
| 5.3 量子随机数随机性测试 | 第86-90页 |
| 5.3.1 统计均匀性测试 | 第86-87页 |
| 5.3.2 自相关性测试 | 第87-88页 |
| 5.3.3 NIST随机性检验 | 第88-90页 |
| 5.4 测试结果小结 | 第90-92页 |
| 第6章 总结与展望 | 第92-95页 |
| 6.1 工作总结 | 第92-93页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第93-95页 |
| 参考文献 | 第95-100页 |
| 致谢 | 第100-102页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第102页 |
