记者8日从山西大学获悉，该校贾晓军教授团队在宽带量子光场制备及应用研究方面取得重要进展。该团队在制备连续变量宽带压缩态光场基础上，完成了半设备无关量子随机数发生器的研究，相关研究成果发表于《npj-量子信息》期刊。
量子态光场，是开展量子信息技术研究的重要量子资源。连续变量量子态光场具有确定性产生、高效率探测与经典通信系统高度兼容的特点，特别适合于开展高速量子信息任务。
随着该领域研究的深入开展，制备更高带宽的量子态光场已成为开展实用化量子通信技术的前提。而非经典光场的制备系统——光学参量放大器的带宽，是量子态光场带宽的重要限制因素。研究团队通过系列技术改进，成功制备了有效带宽超80兆赫兹的宽带压缩态光场，并对半设备无关量子随机数发生器展开研究。
研究人员介绍，随机数在科学研究和日常生活中都有应用。量子力学因为其物理过程具有“内禀随机性”，可以被用于产生量子随机数。量子随机数发生器具有不可预测性、不可重复性和无偏性等特征，是量子通信系统中的关键核心器件。
宽带压缩态的反压缩分量噪声是实现高速率量子随机数发生器的一个理想熵源。研究团队基于熵不确定性原理，利用宽带压缩态光场实现了在带宽受限情境下超越真空噪声量子随机数产生速率的随机数发生器。在放松对熵源和部分测量设备的安全性假设前提下，提高了随机数发生器的安全性，该工作的实验方案为进一步提高量子随机数的产生速率和安全性提供了参考。
