Faits: A. Par jugement du 31 janvier 2013, le Tribunal correctionnel du canton de Genève a acquitté A._ de la prévention de viol (art. 190 CP) et d'actes d'ordre sexuel avec des enfants (art. 187 CP) et lui a alloué une indemnité de 26'900 fr. au titre de tort moral. B. Par jugement du 13 décembre 2013, la Chambre pénale d'appel et de révision de la Cour de justice genevoise a admis les appels formés par le Ministère public genevois, la victime et la mère de celle-ci. Elle a réformé le jugement de première instance en ce sens qu'elle a reconnu A._ coupable de viol et d'actes d'ordre sexuel avec des enfants, l'a condamné à une peine privative de liberté de trois ans, dont dix-huit mois ferme et dix-huit mois avec sursis pendant quatre ans et a fixé une indemnité de 15'000 fr. pour tort moral au bénéfice de la victime, celle-ci étant renvoyée à agir sur le plan civil pour son dommage matériel futur. En résumé, cette condamnation repose sur les faits suivants: A la fin juin 2011, C._, née le *** 1996, s'est rendue, pendant les heures d'école, vers 16h, au terminus de la ligne de bus 8 des Transports publics genevois, afin de retrouver un jeune homme qu'elle connaissait sous le nom de D._ et qui travaillait aux alentours. Tous deux se sont ensuite rendus à Rive, puis, comme il faisait froid, se sont réfugiés dans un garage souterrain à proximité. Dans l'ascenseur, le jeune homme a tenté d'embrasser la jeune fille, qui l'a repoussé. Arrivés au sous-sol, ils sont restés un moment à discuter, puis elle s'est dirigée vers une porte pour savoir où elle menait. Lorsqu'elle s'est retournée, elle s'est retrouvée face à D._ qui l'a plaquée contre le mur et a commencé à l'embrasser. L'ayant couchée de force au sol malgré ses cris, il lui a enlevé ses leggings et string, usant de violence. Alors qu'il lui tenait les poignets avec ses deux mains, il l'a pénétrée vaginalement, sans préservatif et sans éjaculer. Ayant finalement réussi à s'écarter, C._ a repris l'ascenseur, puis est retournée chez elle. L'enquête de police a permis d'établir que le vrai nom de D._ était A._. C. Contre ce dernier jugement, A._ dépose un recours en matière pénale devant le Tribunal fédéral. Il conclut, principalement, à son acquittement et, à titre subsidiaire, à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de la cause à l'instance précédente pour nouveau jugement. En outre, il sollicite l'assistance judiciaire.