論文の概要: Single photon randomness originating from the symmetry of dipole emission and the unpredictability of spontaneous emission

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.09357v1
• Date: Thu, 18 Feb 2021 14:07:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-10 20:10:26.074621
• Title: Single photon randomness originating from the symmetry of dipole emission and the unpredictability of spontaneous emission
• Title（参考訳）: 双極子放射の対称性と自然放出の予測不可能性から生じる単一光子ランダム性
• Authors: Michael Hoese, Michael K. Koch, Felix Breuning, Niklas Lettner, Konstantin G. Fehler, Alexander Kubanek
• Abstract要約: 量子乱数生成は、量子暗号と基本量子光学の鍵となる要素である。 自然発生過程に基づく量子乱数生成を実験的に実証する。 このスキームはコヒーレントな単一光子によってランダム数生成に拡張することができ、室温での固体ベースの量子通信にも応用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 55.41644538483948
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum random number generation is a key ingredient for quantum cryptography and fundamental quantum optics and could advance Monte-Carlo simulations and machine learning. An established generation scheme is based on single photons impinging on a beam splitter. Here, we experimentally demonstrate quantum random number generation solely based on the spontaneous emission process in combination with the symmetric emission profile of a dipole aligned orthogonal to the laboratory frame. The demonstration builds on defect centers in hexagonal boron nitride and benefits from the ability to manipulate and align the emission directionality. We prove the randomness in the correlated photon detection events making use of the NIST randomness test suite and show that the randomness remains for two independently emitting defect centers. The scheme can be extended to random number generation by coherent single photons with potential applications in solid-state based quantum communication at room temperature.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成は量子暗号と基本量子光学の重要な要素であり、モンテカルロシミュレーションや機械学習を前進させる可能性がある。 確立された生成方式は、ビームスプリッタに衝突する単一光子に基づいている。 本稿では,実験室フレームに直交する双極子の対称放射プロファイルと組み合わせて,自発的放出過程のみに基づいて量子乱数生成を実験的に実証する。 この実証は、六方晶窒化ホウ素の欠陥中心を基盤とし、放出方向を操作および調整する能力の恩恵を受ける。 NISTランダムネステストスイートを用いて相関光子検出イベントのランダム性を証明し、2つの独立に発生する欠陥中心に対してランダムネスが残ることを示す。 このスキームは、室温での固体ベースの量子通信における潜在的応用を伴うコヒーレント単一光子による乱数生成に拡張することができる。

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