論文の概要: Towards Integrating True Random Number Generation in Coherent Optical Transceivers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.10210v1
• Date: Mon, 20 Jul 2020 15:50:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 23:18:45.585378
• Title: Towards Integrating True Random Number Generation in Coherent Optical Transceivers
• Title（参考訳）: コヒーレント光トランシーバにおける真の乱数生成の統合に向けて
• Authors: Dinka Milovan\v{c}ev (1), Nemanja Voki\'c (1), Christoph Pacher (1), Imran Khan (2), Christoph Marquardt (2), Winfried Boxleitner (1), Hannes H\"ubel (1), Bernhard Schrenk (1) ((1) AIT Austrian Institute of Technology, (2) Max Planck Institute for the Science of Light)
• Abstract要約: 商用のコヒーレントトランシーバサブシステムは、古典的なデータ伝送に次いで量子乱数生成をサポートすることができる。 時間インターリーブされた乱数生成は、10Gbaud分極多重二次位相シフトキーデータ伝送に対して実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The integration of quantum communication functions often requires dedicated opto-electronic components that do not bode well with the technology roadmaps of telecom systems. We investigate the capability of commercial coherent transceiver sub-systems to support quantum random number generation next to classical data transmission, and demonstrate how the quantum entropy source based on vacuum fluctuations can be potentially converted into a true random number generator for this purpose. We discuss two possible implementations, building on a receiver- and a transmitter-centric architecture. In the first scheme, balanced homodyne broadband detection in a coherent intradyne receiver is exploited to measure the vacuum state at the input of a 90-degree hybrid. In our proof-of-principle demonstration, a clearance of >2 dB between optical and electrical noise is obtained over a wide bandwidth of more than 11 GHz. In the second scheme, we propose and evaluate the re-use of monitoring photodiodes of a polarization-multiplexed inphase/quadrature modulator for the same purpose. Time-interleaved random number generation is demonstrated for 10 Gbaud polarization-multiplexed quadrature phase shift keyed data transmission. The availability of detailed models will allow to calculate the extractable entropy and we accordingly show randomness extraction for our two proof-of-principle experiments, employing a two-universal strong extractor.
• Abstract（参考訳）: 量子通信機能の統合は、しばしば通信システムの技術ロードマップとは相容れない専用の光電子部品を必要とする。 本稿では,従来のデータ伝送に隣接する量子乱数生成を支援する商用コヒーレント・トランシーバ・サブシステムについて検討し,真空変動に基づく量子エントロピー源を真乱数生成器に変換する方法を実証する。 本稿では,受信機と送信機中心アーキテクチャの2つの実装について論じる。 第1のスキームでは、コヒーレントなイントラダイン受信機における平衡ホモダインブロードバンド検出を利用して、90度ハイブリッドの入力時の真空状態を測定する。 原理実証実験では,11ghz以上の広帯域帯域において,光・電気ノイズ間の2db以上のクリアランスが得られた。 第2の手法では、同じ目的のために、偏光多重インフェーズ/クアラーチャー変調器の光ダイオード監視の再利用を提案し、評価する。 10gbaud偏波多重位相シフト鍵付きデータ伝送において,時間分割乱数生成が実証された。 詳細なモデルが利用可能であれば、抽出可能なエントロピーを計算し、2つの証明-基本実験に対してランダム性抽出を示し、2つのユニバーサル強抽出器を用いる。

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