Recentemente, a equipe de pesquisa liderada pelo acadêmico GUO Guangcan da Universidade de Ciência e Tecnologia da China da Academia Chinesa de Ciências fez análises de segurança e aprimoramento de geradores de números aleatórios quânticos independentes de fonte com dispositivos imperfeitos.

Ao estudar as características reais dos dispositivos de medição da geração de número aleatório quântico independente da fonte, os pesquisadores apontaram que os problemas de segurança foram causados ​​por afterpulse, eficiência de detecção incompatível, baixa sensibilidade à distribuição do número de fótons em dispositivos de medição, etc, e deu as soluções correspondentes. O estudo foi publicado em npj Quantum Information .

O protocolo de geração de número aleatório quântico independente da fonte é um novo protocolo de número aleatório quântico proposto em 2016. Este protocolo pode gerar números aleatórios seguros sob a condição de que a fonte de luz seja completamente não confiável, monitorando o código de erro da base imparcial mútua correspondente ao base da geração de números aleatórios. Pode atender simultaneamente aos requisitos de segurança e alta taxa de gerador de números aleatórios, e tem uma tolerância de perda de dispositivos muito alta.

Contudo, o protocolo tem alguns problemas de segurança, como a falha em considerar o problema de pós-pulso do detector, a incompatibilidade de eficiência de detecção, a baixa sensibilidade do detector à distribuição da fonte de luz e outras características, o que impede a aplicação deste protocolo.

Neste estudo, os pesquisadores apresentaram um modelo de detector contendo esses parâmetros reais, e então avaliou o impacto desses problemas na segurança real. Ao mesmo tempo, visando o problema do pulso posterior, eles deram às informações de número aleatório de segurança o limite superior com a existência de espionagem.

Para resolver o problema de incompatibilidade de eficiência de detecção e baixa sensibilidade do detector para a distribuição da fonte de luz, os pesquisadores propuseram um método para monitorar a distribuição da fonte de luz, e forneceu uma fórmula de taxa de bits baseada na segurança combinável com total consideração ao efeito de comprimento finito.

Este estudo analisou quantitativamente o problema de segurança causado por dispositivos de medição imperfeitos em sistemas de números aleatórios quânticos independentes de fonte e dadas as soluções correspondentes, que fornece um importante suporte teórico para a realização de um gerador de número aleatório quântico independente de fonte comercial ultrarrápido.