IQM Spark 上的真随机数生成器
量子物理
2025-12-11 v1 密码学与安全
摘要
随机数生成是许多现代应用（包括密码学、仿真和机器学习）的基本需求。传统伪随机数虽可能提供统计上的不可预测性，但最终是确定性的。相比之下，真随机数生成（TRNG）提供真正的随机性。获得此类随机性的一种方法是量子系统，包括量子计算机。因此，基于量子计算机的 TRNG 近年来受到广泛关注。然而，现有研究几乎只关注 IBM 量子计算机，往往仅使用仿真，通常仅测试少数几种不同的 TRNG 量子电路。本文通过在 ODRA 5 上进行研究（这是位于布洛赫亚理工大学安装的实际量子计算机），填补了这些问题。我们还首次利用 IQM 超导体架构进行研究。由于 ODRA 5 可于现场使用，允许对各种 TRNG 电路进行更为全面的研究。具体而言，我们考虑 5 种 TRNG 电路，共计 105 个电路子变体。每个电路用于生成 100 万位。我们随后对获取的随机序列质量进行分析，使用 NIST SP 800-22 和 NIST SP 800-90B 测试套件。我们还提供了关于基于量子计算机的 TRNG 现有文献的综合综述。
引用
@article{arxiv.2512.09862,
title = {True Random Number Generators on IQM Spark},
author = {Andrzej Gnatowski and Jarosław Rudy and Teodor Niżyński and Krzysztof Święcicki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.09862},
year = {2025}
}