19世纪末20世纪初,除了在实验中出现的几朵“乌云”外,经典物理学中的基本原理似乎已经被牢固地建立起来了。然而对这几朵“乌云”的研究却造就了物理学的重大变革。在物理学家的共同努力下,量子力学于1920年代孕育而生。然而以波函数描述世界的量子力学因其与经典理论的冲突和种种反直觉的预测而饱受质疑,其中具有代表性的是1935年爱因斯坦等人发表的EPR文章。文章因不相信量子随机性的存在而对量子力学的完备性提出了挑战。随后人们试图通过建立定域隐变量理论,对实验观测的量子随机性进行解释。直到1964年,贝尔理论的出现给这场旷日持久的争论提供了一种可靠的实验检验方法,拉开了量子理论检验研究的新篇章。在贝尔实验过程中,虽然人们发现实验结果并不满足基于局域实在论的隐变量理论的预测,但是实验往往都需要基于一些额外的假设,而这些假设被称为“漏洞”。完成一个“无漏洞”的贝尔实验对于人们了解和认知量子理论有着重要意义,也对证明量子随机性的存在有着决定性的作用。在1991年,Ekert创造性的提出了通过贝尔实验获得量子随机性的思想。由无漏洞贝尔实验认证并产生的量子随机性的安全性可以不依赖于设备,只由贝尔实验的结果保证。因此这被称为设备无关协议。基于无漏洞贝尔实验的设备无关协议仅在一些必需的基本假设下,就可以保证通信协议的安全性。结合量子密钥分发等体现量子优势的通信协议,能够在实际通信过程中以最少的需求保障通信的安全。作者分别参与和负责完成了设备无关量子随机数和设备无关量子密钥分发的相关工作。（1）在2018年参与了设备无关量子随机数产生的工作。实验主要基于熵累积理论（EAT）对测量结果中包含的安全随机性进行估计,国际上首次实现了能够抵抗量子攻击者的设备无关量子随机数产生。（2）在2021年负责完成了设备无关量子随机性扩展的工作。实验中搭建了高效率的光子纠缠系统,并使用了改进版的熵累积理论,提升了协议提取安全随机性的能力。实验上首次实现了输出随机性大于消耗,推动了设备无关量子随机数的应用。（3）在2022年负责完成了设备无关量子密钥分发的原理演示实验。实验在原光子纠缠系统上进一步提升了效率。同时结合随机后选择、噪声预处理和冯诺依曼熵的计算方法,证明了系统产生安全密钥的能力,为全面实现基于光子的设备无关量子密钥分发迈出了重要的一步。（4）除此以外,作者还于2018年参与了利用遥远星光作为随机源进行基矢选择的无漏洞贝尔检验实验。在关闭探测效率漏洞和局域性漏洞的情况下,实验对局域隐变量模型采用了严格的假设检验方法,有效的证明了从星光产生的时间开始（11年前）,实验结果不满足隐变量理论的预测。