論文の概要: Randomness Quantification for Quantum Random Number Generation Based on Detection of Amplified Spontaneous Emission Noise

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.11886v1
• Date: Thu, 27 Aug 2020 02:13:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 19:45:23.700667
• Title: Randomness Quantification for Quantum Random Number Generation Based on Detection of Amplified Spontaneous Emission Noise
• Title（参考訳）: 増幅自然発生雑音の検出に基づく量子乱数生成のランダム性定量化
• Authors: Jie Yang, Fan Fan, Jinlu Liu, Qi Su, Yang Li, Wei Huang, and Bingjie Xu
• Abstract要約: 自然発光(ASE)ノイズは、量子乱数生成器(QRNG)を構築するために広く研究され、利用されている。 従来の相対的な研究は主にQRNGシステムの実現と検証に焦点が当てられているが、総合的な物理モデルとノイズ検出のためのランダム性定量化はいまだ不完全である。 本稿では,電子ノイズを付加した騒音の放射検出・取得のための系統的物理モデルを開発し,数値シミュレーションにより検証する。 増幅量子からランダム性を純粋に定量化するランダムネス定量法とそれに対応する実験的検証手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.054984095744631
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The amplified spontaneous emission (ASE) noise has been extensively studied and employed to build quantum random number generators (QRNGs). While the previous relative works mainly focus on the realization and verification of the QRNG system, the comprehensive physical model and randomness quantification for the general detection of the ASE noise are still incomplete, which is essential for the quantitative security analysis. In this paper, a systematical physical model for the emission, detection and acquisition of the ASE noise with added electronic noise is developed and verified, based on which the numerical simulations are performed under various setups and the simulation results all significantly fit well with the corresponding experimental data. Then, a randomness quantification method and the corresponding experimentally verifiable approach are proposed and validated, which quantifies the randomness purely resulted from the quantum process and improves the security analysis for the QRNG based on the detection of the ASE noise. The physical model and the randomness quantification method proposed in this paper are of significant feasibility and applicable for the QRNG system with randomness originating from the detection of the photon number with arbitrary distributions.
• Abstract（参考訳）: 増幅自然発光(ASE)ノイズは、量子乱数生成器(QRNG)を構築するために広く研究され、利用されている。 従来の相対的な研究は主にQRNGシステムの実現と検証に重点を置いているが、ASEノイズの一般検出のための包括的物理モデルとランダム性定量化はいまだ不完全であり、量的セキュリティ分析には不可欠である。 本稿では, 各種設定下で数値シミュレーションを行い, シミュレーション結果と対応する実験データとの整合性を検証し, 付加電子雑音によるASEノイズの放射, 検出, 取得の系統的物理モデルを開発した。 次に,ランダム性定量法とそれに対応する実験的検証手法を提案し,量子過程から純粋に生じるランダム性を定量化し,ASEノイズの検出に基づいてQRNGのセキュリティ解析を改善する。 本論文で提案する物理モデルとランダム性定量化手法は,任意の分布を持つ光子数の検出から生じるランダム性を持つQRNGシステムに適用可能である。

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