无漏洞贝尔不等式检验和器件无关量子随机数研究.pdf

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／中圈料孽敢求犬玺，／气／＼／．、论文题目作者姓名学科专业导师姓名完成时间无漏洞贝尔不等式检验和器件无关量子随机数研究李明翰、【一、原子与分子物理气～●馹，●，，●、■●■，
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愈博士学位论文中圈料孽教求犬誊无漏洞贝尔不等式检验禾口器件无关量子随机数研究二。二觇灿㈣舢㈣㈣舢㈣嘶奎塑塑厘王皇坌王塑堡童些作者姓名：学科专业：导师姓名：潘建伟教授完成时间：张强教授一
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作者签名：雄作者签名：杰鲴垄白签字日期：塑塑：』：兰中国科学技术大学学位论文原创性声明中国科学技术大学学位论文授权使用声明留公开口保密本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。导师签名：
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摘要量子力学自诞生之日起，就伴随着质疑与争论。以爱因斯坦为代表的一众科学家坚信局域实在论，认为量子力学只是对客观世界的一种不完备的描述，而以玻尔为代表的另一方则认为量子力学就是对客观世界的真实描述。双方展开了接近三十年的争论，直到年约翰贝尔提出了著名的贝尔不等式，使得这场旷日持久的争论第一次能够通过实验的手段来进行验证。贝尔的理论指出，根据量子力学预测得出的一些现象并不能通过局域实在论来解释。贝尔不等式的违背恰好体现出了量子力学与局域实在论之间的冲突。在以往的贝尔不等式实验中，实验结果均支持量子力学对客观世界的描述，但是又由于现实实验与理想模型之间的区别，需要引入不同假设才能保证结果的有效性，这些假设的存在会引入一些漏洞，使得局域实在论也可以解释实验中的现象，因此，要想进一步验证量子力学的完备性，实现无漏洞的贝尔不等式检验就显得尤为重要。本文介绍的主要工作之一就是，我们在同时关闭了局域性漏洞和探测效率漏洞的前提下，利用星光光源的随机性来选择测量基矢，从而首次在实验开始前昴谂懦ㄓ蛞淞慷允笛榈挠跋欤橹ち肆孔臃嵌ㄓ蛐缘某闪ⅰ另一个工作是，在无漏洞贝尔不等式检验的实验基础上，我们还首次实现了器件无关的量子随机性扩展实验，在无需信任器件内部工作状态的前提下，我们将较短的随机序列扩展为较长的随机序列，从而实现了随机序列的净增长。在整个实验过程中，我们耗时．鲂∈保乃婊．×忍兀伤婊数比特，最终实现了比特的随机扩展。根据量子概率估计理论，我们的实验方案可以抵御量子攻击，从而提供了最高安全级别的随机性资源，这不仅加深了我们对随机性的理解，还为将器件无关量子随机数带入实际应用场景奠定了坚实的基础。关键词：贝尔不等式，器件无关，随机性扩展
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