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申请/专利权人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院

摘要：本发明公开了基于实物粒子自旋态的量子随机数发生器，以囚禁离子体系为例，包括真空室、离子阱、永久磁铁、光子数探测器和量子随机数存储计算机。真空室周围分别分布第一CF35窗口～第八CF35窗口、第一CF63窗口～第四CF63窗口。本发明还公开了基于量子随机数发生器产生的随机数进行密钥生成的方法。本发明实现了基于实物粒子自旋产生良好的随机数；传输过程损耗极低；噪声可控，随机数性能有保障。

主权项：1.基于量子随机数发生器产生的随机数进行密钥生成的方法，利用基于实物粒子自旋态的量子随机数发生器，上述量子随机数发生器包括真空室（1），还包括安装在真空室（1）中的离子阱，还包括放置在真空室（1）两侧的第一永久磁铁（5）和第二永久磁铁（6），还包括光子数探测器（4），电离激光自真空室（1）的第一CF63窗口（8）通入到离子阱中，冷却光自真空室（1）的第一CF35窗口（2）通入到离子阱中，态制备光自真空室（1）的第二CF35窗口（3）通入到离子阱中，态操控光自真空室（1）的第三CF35窗口（7）通入到离子阱中，光子透过真空室（1）的第二CF63窗口（11）到达光子数探测器（4）的感光区域，其特征在于，上述方法包括以下步骤：步骤1、在真空室（1）内位于离子阱下方装载钙金属源，对钙金属源加热，自真空室（1）的第一CF63窗口（8）通入电离激光到离子阱中，产生的40Ca+离子被加载到离子阱中；步骤2、自真空室（1）的第一CF35窗口（2）通入冷却光到离子阱，使得40Ca+离子冷却到振动基态；步骤3、把量子比特下态和分别编码到和，其中mf是磁量子数；步骤4、自真空室（1）的第二CF35窗口（3）通入态制备光到离子阱中，自真空室（1）的第二CF35窗口G通入态操控光到离子阱中，使得40Ca+离子制备到最大叠加态；步骤5、自真空室（1）的第一CF35窗口（2）通入探测光到离子阱中，使用光子数探测器（4）探测40Ca+离子在还是在上；步骤6、和分别对应0和1，重复实施步骤2-5，获得0和1构成的原始测量结果；步骤7、用户A基于步骤6的原始测量结果生成初始密钥，用户A和用户B基于初始密钥确定最终密钥，用户A基于最终密钥编译消息对应的密文并发送给用户B，用户B基于最终密钥打开密文。

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百度查询： 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 基于实物粒子自旋态的量子随机数发生器及密钥生成方法