Việc tạo ra chuỗi số ngẫu nhiên là một vấn đề quan trọng và phức tạp. Các phép đo thích hợp trên các trạng thái vướng víu đã được đề xuất như là giải pháp dứt khoát để tạo ra chuỗi ngẫu nhiên được chứng nhận, và các hệ thống quang học lượng tử đóng một vai trò quan trọng. Tuy nhiên, một số báo cáo chỉ ra rằng các bộ tạo số ngẫu nhiên dựa trên các phép đo lượng tử có tỷ lệ chuỗi bị loại bỏ cao bởi các thử nghiệm tiêu chuẩn về tính ngẫu nhiên. Điều này được cho là do những khiếm khuyết thực nghiệm và thường được giải quyết bằng cách sử dụng các thuật toán cổ điển để trích xuất tính ngẫu nhiên. Điều này có thể chấp nhận được để tạo ra các số ngẫu nhiên ở một nơi duy nhất.
Trong phân phối khóa lượng tử (QKD) thay vào đó, nếu bộ trích xuất được biết bởi một người nghe lén (một tình huống không thể loại trừ), tính bảo mật của khóa có thể bị đe dọa. Chúng tôi sử dụng một thiết lập dựa trên sợi quang “đồ chơi” không có lỗ hổng, mô phỏng một QKD hoạt động trong lĩnh vực này, để tạo ra các chuỗi nhị phân và đánh giá mức độ ngẫu nhiên của chúng theo nguyên tắc của Ville. Các chuỗi được kiểm tra với một loạt các chỉ số về tính ngẫu nhiên thống kê và thuật toán và phân tích phi tuyến tính. Hiệu suất tốt của một phương pháp đơn giản để có được các chuỗi ngẫu nhiên từ các chuỗi bị loại bỏ, trước đây đã được báo cáo bởi Solis et al. được xác nhận và hỗ trợ với các lập luận bổ sung. Ngẫu nhiên thay, một mối quan hệ được dự đoán về mặt lý thuyết giữa độ phức tạp và entropy được xác minh. Về QKD, mức độ ngẫu nhiên của chuỗi, thu được bằng cách áp dụng bộ trích xuất Toeplitz cho chuỗi bị loại bỏ, được tìm thấy là không thể phân biệt được với mức độ của các chuỗi thô không bị loại bỏ.
Phương pháp trích xuất số ngẫu nhiên từ chuỗi bị loại bỏ được kiểm chứng trong bối cảnh phân phối khóa lượng tử, nhấn mạnh tính ứng dụng thực tế của nghiên cứu.
Một nghiên cứu khác liên quan đến việc tạo ra các số ngẫu nhiên được chứng nhận lượng tử bằng cách sử dụng các photon đơn vướng víu đường dẫn trên chip từ đèn LED, mở ra các khả năng mới cho việc tạo số ngẫu nhiên lượng tử hiệu quả.
Sự phát triển của các phương pháp tạo số ngẫu nhiên lượng tử hiệu quả và an toàn là rất quan trọng đối với nhiều ứng dụng, bao gồm mật mã, mô phỏng khoa học và tài chính.
Một phương pháp khác sử dụng trạng thái kết hợp và các bộ dò ngưỡng ở 1550 nanomet để tạo bit ngẫu nhiên, cung cấp một cách tiếp cận khác để tạo số ngẫu nhiên lượng tử. Đồng thời, việc đồng bộ hóa các giao tiếp lượng tử qua kênh giao tiếp cổ điển quang học cũng là một khía cạnh quan trọng trong việc xây dựng hệ thống QKD thực tế. Nghiên cứu về bộ tạo số ngẫu nhiên lượng tử đa bit điều khiển bằng tia X cho thấy tiềm năng của các công nghệ mới trong lĩnh vực này.
