Kvantové generátory náhodných čísel s využitím optických detektorů

Monika DOVIČINOVÁ

Bakalářská práce

Photonic detectors as quantum random number generators

Abstract:

In this thesis, I generate random numbers using arrival time of photons as a random variable. Single-photon detection is discussed in relevance to quantum random number generators. I demonstrate the effect of the detector properties on the resulting probability distribution and the balance of bits. The results are compared to the theoretical predictions and prove to be in good agreement. Furthermore, entropy of the output is estimated and the randomness is enhanced by a randomness extractor. Different rates of detection are compared and the highest reported speed of the generation is 160 Mb/s. Randomness is verified using the Dieharder battery of statistical tests.

Abstract:

V této práci generuji náhodná čísla pomocí času příchodu fotonů jako náhodné proměnné. Jednofotonová detekce je diskutována v souvislosti s kvantovými generátory náhodných čísel. Vliv vlastností detektoru je demonstrován na výsledném rozdělení pravděpodobnosti a vyváženosti bitů. Výsledky jsou porovnány s teoretickými předpovědmi a jsou v dobré shodě. Dále je určena entropie výstupu a kvalita sekvence je zvyšována extraktorem náhodnosti. Jsou porovnány různé četnosti detekce a nejvyšší dosažená rychlost generace je 160 Mb/s. Náhodnost je ověřena pomocí Dieharder baterie statistických testů.

Keywords

Jednofotonová detekce, Kvantový generátor náhodných čísel, Náhodná čísla, Náhodnost

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Miroslav Ježek, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika / Optika a optoelektronika