CN115498498A - 量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法，将量子熵源芯片封装在封装壳体内，通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生具有双稳态特性的光脉冲，通过偏振透光片对光脉冲的偏振模式进行选择性通过，可以使得通过偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化，进一步通过PIN探测器芯片对光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，生成量子随机数。应用本发明提供的技术方案，利用混合封装技术，可以将多个相对独立的光电芯片混合封装，完成量子随机数产生的功能，可以实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片，有利于量子随机数技术的大规模应用和发展。

Description

量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法

技术领域

本发明涉及信息安全领域，尤其是涉及一种量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法。

背景技术

随机数是密码学的重要资源之一，不论是对于经典密码学还是量子密码学来说，他们对随机数的随机性要求都非常严格，甚至是直接决定了绝大多数密码体系的安全性。此外，随机数在密码学之外的应用也非常广泛，包括在抽样统计、Monte-Carlo模拟以及一些计算科学中，都扮演着非常重要的角色。

产生随机数的设备或模块被称为随机数发生器，它的核心器件被称为熵源。熵源是随机数发生器的随机性来源，它的质量直接决定了最终输出随机数序列的质量。目前，根据熵源的特性不同，可以将随机数的产生方法分为两大类：伪随机数发生器和物理随机数发生器。其中，伪随机数发生器一般基于预设的数学算法熵源，以计算机***时刻等可获取的外部信息作为种子，由计算机等设备实现，这种随机数发生器可以以极快的速率稳定输出伪随机数序列，并且由算法保证了输出序列具有一定的统计特性，满足典型的随机性测试。但也由于伪随机数是基于确定算法产生的，其随机性来源仅为输入种子的随机性，所以当它被频繁使用时，是可以通过对已产生的随机数进行统计分析来进行预测的。故在信息安全或密码的应用中，算法随机数本质上的确定性是容易在被攻击者利用的。

而物理类随机数则不同，它的随机性是基于一些非确定性的客观物理现象的熵源，包括了大气噪声，电子噪声，电路抖动等等，这些随机数发生器由探测这些物理现象的结果来产生随机数。同时如果这些物理现象为量子现象时，则将这一类的物理类熵源称为量子熵源，这些物理现象则包括真空涨落、自发辐射、辐射衰变等量子物理过程。由于量子物理过程的量子力学内禀随机性，量子随机数被普遍认为具有真随机性，无法被预测，是一种理想的随机数发生器，这类随机数发生器的真随机属性对于信息安全领域具有非常关键的作用。

但是，传统量子随机数发生器一般是基于分立元器件的***，其中某些随机数***要用到包括量子纠缠源以及单光子探测器等大体积，价格昂贵的器件，导致传统量子随机数发生器具有体积较大，功耗高，价格昂贵等问题，所以至今没有得到较为广泛的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法，利用混合封装技术，可以实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种量子随机数芯片的封装结构，所述封装结构包括：

封装基板，具有相对的第一表面和第二表面；

固定在所述第一表面的封装外壳；

量子熵源芯片，设置在所述第一表面且位于所述封装外壳内，所述量子熵源芯片包括：PIN探测器芯片、偏振透光片以及VCSEL激光器芯片，所述偏振透光片位于所述PIN探测器芯片与所述VCSEL激光器芯片之间，且分别与所述PIN探测器芯片和所述VCSEL激光器芯片连接；

其中，所述VCSEL激光器芯片工作于增益开关模式，通过自发辐射产生光脉冲，所述光脉冲具有两种偏振模式，每次发射的光脉冲会由这两种偏振模式按照不同的光强比例随机组成，所述偏振透光片对所述光脉冲的偏振模式进行选择性通过，以使得通过所述偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化，所述PIN探测器芯片用于对所述光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出；所述随机电流信号用于产生量子随机数。

优选的，在上述的封装结构中，所述两种偏振模式包括：垂直偏振模式和水平偏振模式。

优选的，在上述的封装结构中，所述偏振透光片通过光学胶与所述PIN探测器芯片和所述VCSEL激光器芯片粘连在一起。

优选的，在上述的封装结构中，所述量子熵源芯片还包括：至少4个电极，其中2个电极设置在所述VCSEL激光器芯片上，另外2个电极设置在所述PIN探测器芯片上。

优选的，在上述的封装结构中，所述4个电极均通过金线键合或者焊接键合的方式引出至所述封装基板上。

优选的，在上述的封装结构中，所述封装基板为PCB板或者陶瓷基板；

所述封装外壳为塑料外壳或者金属外壳。

优选的，在上述的封装结构中，还包括：

VCSEL驱动电路，所述VCSEL驱动电路与所述量子熵源芯片连接，用于驱动所述VCSEL激光器芯片自发辐射产生光脉冲；

PIN探测器驱动电路，所述PIN探测器驱动电路与所述量子熵源芯片连接，用于为所述PIN探测器芯片提供反偏，同时将所述PIN探测器芯片中产生的随机电流信号引出；

跨组放大模块，所述跨组放大模块与所述PIN探测器驱动电路连接，用于将所述PIN探测器芯片产生的随机电流信号进行跨组放大并转变为设定强度范围的随机电压信号，所述设定强度范围包括0至1mW；

比较器或ADC模块，所述比较器或ADC模块与所述跨组放大模块连接，用于将所述随机电压信号转换为随机数字信号；

后处理模块，所述后处理模块与所述比较器或ADC模块连接，用于对所述随机数字信号进行后处理，输出所述量子随机数。

本发明还提供一种如上述任一项所述封装结构的量子随机数的生成方法，所述量子随机数的生成方法包括：

通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生光脉冲，所述光脉冲具有两种偏振模式，每次发射的光脉冲会由这两种偏振模式按照不同的光强比例随机组成；

通过偏振透光片对所述光脉冲的偏振模式进行选择性通过，以使得通过所述偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化；

通过PIN探测器芯片对所述光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，所述随机电流信号用于产生量子随机数。

优选的，在上述的量子随机数的生成方法中，还包括：

通过PIN探测器驱动电路将所述随机电流信号引出；

通过跨组放大模块对所述随机电流信号进行跨组放大后转换为设定强度范围的随机电压信号，所述设定强度范围包括0至1mW；

通过比较器或ADC模块将所述随机电压信号转换为随机数字信号；

通过后处理模块对所述随机数字信号进行后处理，输出所述量子随机数。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法中，将量子熵源芯片封装在封装壳体内，并通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生具有双稳态特性的光脉冲，通过偏振透光片对光脉冲的偏振模式进行选择性通过，可以使得通过偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化，进一步通过PIN探测器芯片对光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，生成量子随机数。应用本发明提供的技术方案，利用混合封装技术，可以将多个相对独立的光电芯片混合封装，完成量子随机数产生的功能，可以实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片，有利于量子随机数技术的大规模应用和发展。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种量子随机数芯片的封装结构的切面图；

图2为本发明实施例提供的一种量子随机数芯片的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的量子熵源芯片工作时的光脉冲变化示意图；

图4为本发明实施例提供的一种量子随机数的生成方法流程图；

图5为本发明实施例提供的另一种量子随机数的生成方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明结合半导体芯片技术，实现了一种量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法，可用于制作量子随机数发生器产品，与传统量子随机数发生器相比，价格和体积大幅度降低，所以利用本方案可以最终实现低成本，高稳定性，小体积的量子随机数发生器，从而推进量子随机数发生器的应用领域的拓宽和发展。

本方案中，通过将量子熵源芯片封装在封装壳体内，并通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生具有双稳态特性的光脉冲，通过偏振透光片对光脉冲的偏振模式进行选择性通过（只允许VCSEL激光器芯片产生的两种偏振模式中的一种通过偏振透光片进行传输，而阻止另外一种偏振模式的光脉冲通过），可以使得通过偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化，进一步通过PIN探测器芯片对光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，生成量子随机数。并且本方案利用混合封装技术，将多个相对独立的光电芯片混合封装，完成量子随机数产生的功能，实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片，有利于量子随机数技术的大规模应用和发展。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种量子随机数芯片的封装结构的切面图，所述封装结构包括：

封装基板10，具有相对的第一表面和第二表面；

固定在所述第一表面的封装外壳16；

量子熵源芯片，设置在所述第一表面且位于所述封装外壳16内，所述量子熵源芯片包括：PIN探测器芯片11、偏振透光片13以及VCSEL激光器芯片15，所述偏振透光片13位于所述PIN探测器芯片11与所述VCSEL激光器芯片15之间，且分别与所述PIN探测器芯片11和所述VCSEL激光器芯片15连接；

其中，所述VCSEL激光器芯片15工作于增益开关模式，通过自发辐射产生光脉冲，所述光脉冲具有两种偏振模式（垂直偏振模式和水平偏振模式），每次发射的光脉冲会由这两种偏振模式按照不同的光强比例随机组成，使得输出的光脉冲具有随机偏振状态，所述偏振透光片13对所述光脉冲的偏振模式进行选择性通过（只允许单一偏振模式的光脉冲通过），以使得通过所述偏振透光片13的光脉冲的强度产生随机变化，所述PIN探测器芯片11用于对所述光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出；所述随机电流信号用于产生量子随机数。

如图1所示，偏振透光片13通过光学胶12与PIN探测器芯片11粘连在一起；偏振透光片13通过光学胶14与VCSEL激光器芯片15粘连在一起。光学胶具有透光性强、强度高等优点，本身是光模块制作过程中常用的胶体材料。

如图1所示，所述量子熵源芯片还包括：至少4个电极，其中2个电极17设置在所述VCSEL激光器芯片15上，另外2个电极17设置在所述PIN探测器芯片11上。

其中，所述4个电极17均通过金线键合或者焊接键合的方式引出至封装结构外。从而利用外部电路对VCSEL激光器芯片15和PIN探测器芯片11进行驱动，以及获得PIN探测器芯片11的探测信号。需要说明的是，电极17的数量可以基于实际需要进行配置，不限于本发明所示方式，但至少会存在4个独立电极。

并且考虑到封装结构的可靠性，需要在量子熵源芯片外部加盖封装外壳16，也可以在封装外壳16中灌注封装胶体进一步提高封装可靠性。封装方式可以为常见的标准SOP封装或者SIP封装等。

本发明实施例中，所述封装基板10可以为PCB板或者陶瓷基板；所述封装外壳16可以为塑料外壳或者金属外壳。

本发明实施例中，VCSEL激光器芯片15是一种面发射半导体激光器，相对于传统边发射半导体激光器（比如DFD激光器）来说，具有成本低、尺寸小等优点，但同时由于其激光谐振腔较短，在外部电流脉冲的驱动下，每次激光光束建立的过程中，由于自发辐射过程，其产生的光脉冲的偏振模式会存在双稳态特性，即光脉冲的偏振模式会同时存在两个偏振分量，即水平偏振分量和垂直偏振分量同时存在，并且在一定的工作条件下，这两种偏振分量所包含的光能量是随机变化的，而一般DFB激光器这种边发射激光器则只会稳定产生一种偏振模式的光束。

偏振透光片13是一种只允许单一偏振模式透过的光学元器件，一般是基于某种二向色性的光学晶体制作的，通过设计，可使得单一偏振光通过，阻止其他偏振模式的偏振光通过，广泛应用于光模块制作，具有技术成熟，价格低等优点。在本方案中，偏振透光片13只允许VCSEL激光器芯片15产生的两种偏振模式中的一种通过偏振透光片13进行传输，而阻止另外一种偏振模式的光脉冲通过，从而使得通过偏振透光片13的光脉冲的强度产生随机变化。例如，本申请中的偏振透光片13只允许垂直偏振模式的光脉冲通过，而阻止水平偏振模式的光脉冲通过。其他方式中，也可以只允许水平偏振模式的光脉冲通过，阻止垂直偏振模式的光脉冲通过。

本发明实施例中，将量子熵源芯片封装在封装壳体内，通过外部电路驱动VCSEL激光器芯片15自发辐射产生具有双稳态特性的光脉冲，通过偏振透光片13对光脉冲的偏振模式进行选择性通过（即只允许VCSEL激光器芯片产生的两种偏振模式中的一种通过偏振透光片进行传输，而阻止另外一种偏振模式的光脉冲通过），可以使得通过偏振透光片13的光脉冲的强度产生随机变化，进一步通过PIN探测器芯片11对光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，所述随机电流信号可用于后续产生量子随机数。并且本方案利用混合封装技术，将多个相对独立的光电芯片混合封装，完成量子随机数产生的功能，实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片，有利于量子随机数技术的大规模应用和发展。

参考图2，图2为本发明实施例提供的一种量子随机数芯片的封装结构示意图，基于图1所示封装结构，还包括：

VCSEL驱动电路100，所述VCSEL驱动电路100与所述量子熵源芯片200连接，用于驱动所述VCSEL激光器芯片15自发辐射产生光脉冲；这里一般为一个周期的脉冲电流源电路，在它的驱动下，VCSEL激光器芯片15产生一连串的光学脉冲信号。

PIN探测器驱动电路300，所述PIN探测器驱动电路300与所述量子熵源芯片200连接，用于为所述PIN探测器芯片11提供反偏，同时将所述PIN探测器芯片11中产生的随机电流信号引出；

跨组放大模块400，所述跨组放大模块400与所述PIN探测器驱动电路300连接，用于将所述PIN探测器芯片11产生的随机电流信号进行跨组放大后转变为设定强度范围的随机电压信号，所述设定强度范围包括0至1mW；

比较器或ADC模块500，所述比较器或ADC模块500与所述跨组放大模块400连接，用于将所述随机电压信号转换为随机数字信号；

后处理模块600，所述后处理模块600与所述比较器或ADC模块500连接，用于对所述随机数字信号进行后处理，输出所述量子随机数。典型的后处理算法包括m-LSB算法、拓普利兹矩阵算法等，这些算法的硬件载体一般是FPGA芯片或者专用ASIC算法芯片。

本方案利用混合封装技术，将多个相对独立的光电芯片混合封装，完成量子随机数产生的功能，实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片，有利于量子随机数技术的大规模应用和发展。

参考图3，图3为本发明实施例提供的量子熵源芯片工作时的光脉冲变化示意图，对于图2中的量子熵源芯片，其工作流程如下：

1、通过VCSEL驱动电路100给与VCSEL激光器芯片15脉冲电流源驱动，电流脉冲的电流最低值小于其激光器开关电流阈值I _th ，而驱动电流脉冲的最大值则大于I _th 。如图3中的（a）所示，这使得对应于每一次的电流驱动脉冲，其产生的光脉冲都会经过完整的光脉冲建立过程，即每一个光脉冲的建立均由自发辐射开始，由于驱动电流脉冲强度是相同的，这使得发射脉冲总强度是稳定的，如图3中的（b）所示，但每一个脉冲中的两种偏振模式所包含的光能量的大小是随机变化的。

2、偏振透光片13对VCSEL激光器芯片15产生的光脉冲的偏振模式进行选择性通过，此时通过偏振透光片13的每个脉冲的强度是随机变化的，如图3中的（c）所示。

3、PIN光探测芯片11将随机变化的光脉冲强度转化为随机变化的电流大小并输出。

基于上述实施例，本发明另一实施例还提供一种量子随机数的生成方法，如图2和图4所示，图4为本发明实施例提供的一种量子随机数的生成方法流程图，所述量子随机数的生成方法包括：

步骤S11：通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生光脉冲，所述光脉冲具有两种偏振模式（垂直偏振模式和水平偏振模式），每次发射的光脉冲会由这两种偏振模式按照不同的光强比例随机组成；

步骤S12：通过偏振透光片对所述光脉冲的偏振模式进行选择性通过（只允许垂直偏振模式的光脉冲通过，阻止水平偏振模式的光脉冲通过；或者只允许水平偏振模式的光脉冲通过，阻止垂直偏振模式的光脉冲通过），以使得通过所述偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化；

步骤S13：通过PIN探测器芯片对所述光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出。

基于上述量子随机数的生成方法，进一步的，如图5所示，图5为本发明实施例提供的另一种量子随机数的生成方法流程图，所述生成方法还包括：

步骤S14：通过PIN探测器驱动电路将所述随机电流信号引出；

步骤S15：通过跨组放大模块对所述随机电流信号进行跨组放大后转换为设定强度范围的随机电压信号，所述设定强度范围包括0至1mW；

步骤S16：通过比较器或ADC模块将所述随机电压信号转换为随机数字信号；

步骤S17：通过后处理模块对所述随机数字信号进行后处理，输出量子随机数。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的量子随机数芯片的封装结构及量子随机数的生成方法中，通过将量子熵源芯片封装在封装壳体内，并通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生具有双稳态特性的光脉冲，通过偏振透光片对光脉冲的偏振模式进行选择性通过，可以使得通过偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化，进一步通过PIN探测器芯片对光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，生成量子随机数。应用本发明提供的技术方案，利用混合封装技术，可以将多个相对独立的光电芯片混合封装，完成量子随机数产生的功能，可以实现低成本，小体积，高稳定性的量子随机数芯片，有利于量子随机数技术的大规模应用和发展。

本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的量子随机数的生成方法而言，由于其与实施例公开的量子随机数芯片的封装结构相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见封装结构部分说明即可。

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，从而使得包括一系列要素的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，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种量子随机数芯片的封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：

封装基板，具有相对的第一表面和第二表面；

固定在所述第一表面的封装外壳；

量子熵源芯片，设置在所述第一表面且位于所述封装外壳内，所述量子熵源芯片包括：PIN探测器芯片、偏振透光片以及VCSEL激光器芯片，所述偏振透光片位于所述PIN探测器芯片与所述VCSEL激光器芯片之间，且分别与所述PIN探测器芯片和所述VCSEL激光器芯片连接；

其中，所述VCSEL激光器芯片工作于增益开关模式，通过自发辐射产生光脉冲，所述光脉冲具有两种偏振模式，每次发射的光脉冲会由这两种偏振模式按照不同的光强比例随机组成，所述偏振透光片对所述光脉冲的偏振模式进行选择性通过，以使得通过所述偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化，所述PIN探测器芯片用于对所述光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出；所述随机电流信号用于产生量子随机数。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述两种偏振模式包括：垂直偏振模式和水平偏振模式。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述偏振透光片通过光学胶与所述PIN探测器芯片和所述VCSEL激光器芯片粘连在一起。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述量子熵源芯片还包括：至少4个电极，其中2个电极设置在所述VCSEL激光器芯片上，另外2个电极设置在所述PIN探测器芯片上。

5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述4个电极均通过金线键合或者焊接键合的方式引出至所述封装基板上。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装基板为PCB板或者陶瓷基板；

所述封装外壳为塑料外壳或者金属外壳。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括：

VCSEL驱动电路，所述VCSEL驱动电路与所述量子熵源芯片连接，用于驱动所述VCSEL激光器芯片自发辐射产生光脉冲；

PIN探测器驱动电路，所述PIN探测器驱动电路与所述量子熵源芯片连接，用于为所述PIN探测器芯片提供反偏，同时将所述PIN探测器芯片中产生的随机电流信号引出；

跨组放大模块，所述跨组放大模块与所述PIN探测器驱动电路连接，用于将所述PIN探测器芯片产生的随机电流信号进行跨组放大并转变为设定强度范围的随机电压信号，所述设定强度范围包括0至1mW；

比较器或ADC模块，所述比较器或ADC模块与所述跨组放大模块连接，用于将所述随机电压信号转换为随机数字信号；

后处理模块，所述后处理模块与所述比较器或ADC模块连接，用于对所述随机数字信号进行后处理，输出所述量子随机数。

8.一种如权利要求1-7任一项所述封装结构的量子随机数的生成方法，其特征在于，所述量子随机数的生成方法包括：

通过VCSEL驱动电路驱动VCSEL激光器芯片自发辐射产生光脉冲，所述光脉冲具有两种偏振模式，每次发射的光脉冲会由这两种偏振模式按照不同的光强比例随机组成；

通过偏振透光片对所述光脉冲的偏振模式进行选择性通过，以使得通过所述偏振透光片的光脉冲的强度产生随机变化；

通过PIN探测器芯片对所述光脉冲的强度进行测量，并将测量到的光信号转化为随机电流信号输出，所述随机电流信号用于产生量子随机数。

9.根据权利要求8所述的量子随机数的生成方法，其特征在于，还包括：

通过PIN探测器驱动电路将所述随机电流信号引出；

通过跨组放大模块对所述随机电流信号进行跨组放大后转换为设定强度范围的随机电压信号，所述设定强度范围包括0至1mW；

通过比较器或ADC模块将所述随机电压信号转换为随机数字信号；

通过后处理模块对所述随机数字信号进行后处理，输出所述量子随机数。

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