Experimentální studium náhodných procesů v mikroskopických kvantových hardwarových generátorech náhodných událostí

Abstract

Časové řady jsou generovány rozdílnými procesy, které si zaslouží klasifikaci dle svých vrozených vlastností. V reálných měřeních nacházíme tyto vlivy v korelacích, což může při citlivých měřeních utvářet netriviální struktury. Pomezí mezi kvantovými mikroskopickými ději, jejich stochastickými vlastnostmi a statistickými makroskopickými deterministickými procesy nemusí být vždy jasně dané a je stále prostorem pro studium. V této práci předvedeme sestavení a analýzu signálu chaotického Chuova obvodu a také měření fluktuací napětí na Zenerově tunelové diodě. Ukážeme si vhodnost dvou přístupů analýzy časových řad a to lineární a nelineární. Právě nelineární analýza časových řad, vhodná k analýze chaotických signálu, bude důkladněji využita. Signály budou navíc porovnány s komerečním kvantovým generátorem náhodných čísel Quantis, využívající odrazu jednotlivých fotonů na polopropustném děliči svazku a surovými daty z šumové diody od výrobce, který si nepřál být jmenován.

Time series are generated by many various processes, which deserves to be clasificated by their inherited features. In real measurements we find their effects in correlations, which can lead to nontrivial structures in precise measurements. Border between quantum microscopic processes, their stochastic properties and statistical macroscopic deterministic processes is not always clear and is still to be studied. In this thesis we present building and analysing Chua circuit, and also measuring voltage fluctuation of Zener tunelling diode. We will show the suitability of two approaches of time series analysis, linear and nonlinear one. Especially nonlinear time series analysis is suited for analysis of chaotic signals and will be used more thoroughly. In addition, those two signals will be compared with the commercially used quantum random number generator Quantis, which exploits single photon reflection on semipermeable beam splitter, and also we will analyse raw data from noise diode obtained from manufacturer, who wants to stay anonymous.