随机数是一种重要的基础资源,广泛应用于科学、工业和商业等各个领域。在现代密码学中,真随机数的获取是所有信息安全协议的基本任务;在量子信息学中,真随机数是量子密钥分配协议的安全性基础。但是,由计算机确定性算法产生的随机数,无法从理论上证明其随机性,并不能保证输出序列是绝对安全的,存在一定隐患。近年来,随着量子信息技术的发展,量子力学中的内在随机性使得量子系统可以成为真随机数的完美来源。其中,设备无关的量子随机数发生器被认为是目前安全等级最高的随机数产生方式。本文主要研究基于广义测量的设备无关量子随机性认证及随机数生成方案,主要包括以下内容:（1）基于SIC-POVM的量子随机性认证方案的实验验证。该方案相比于传统的基于投影测量的随机性认证方案,可以从一个双光子最大纠缠态中最多认证2个比特的随机位。在放松假设的条件下,我们通过线性光学系统对其进行了原理性验证。根据实验中观测到设备无关条件下的量子非局域相关,后续研究可以通过半正定规划的方法,证明广义测量在随机性认证方案的优势,这项工作为随机性认证极限的研究提供了有价值的参考。（2）基于SIC-POVM的量子随机数生成方案的实验实现。该方案利用SIC-POVM的边缘条件概率大小相等的性质,把四种随机事件分别编码为2个经典比特。实验中,我们一共收集到大小约9M的原始随机数,经过两种不同随机性提取器进行后处理之后,获得了自相关系数小于10^-3的随机比特串,且通过标准的NIST-STS的所有随机性检测。未来,获得的真随机数可用于量子密钥分配、量子数字签名等安全性等级要求较高加密系统当中。