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研究报告

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量子随机数发生器的原理、性能优化与应用研究报告

一、量子随机数发生器原理

1.量子力学基础与随机性

(1)量子力学作为现代物理学的基石，其核心思想之一就是量子态的叠加和坍缩。在量子系统中，粒子如电子、光子等不仅具有波粒二象性，而且它们的物理状态可以同时存在于多种可能的状态之中，这种叠加态是量子随机性的根源。当对量子系统进行测量时，叠加态会坍缩为某一确定的状态，而坍缩到哪一个状态是不可预测的，这种不可预测性即为量子随机性。

(2)量子随机性在量子力学中有着深刻的体现，如海森堡不确定性原理指出，粒子的位置和动量不能同时被精确测量，这种不确定性是固有的，