論文の概要: Certified quantum random number generator based on single-photon entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.04452v3
• Date: Fri, 17 Sep 2021 16:16:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 07:44:25.426546
• Title: Certified quantum random number generator based on single-photon entanglement
• Title（参考訳）: 単一光子絡み合いに基づく認証量子乱数生成器
• Authors: Nicol\`o Leone, Stefano Azzini, Sonia Mazzucchi, Valter Moretti, Lorenzo Pavesi
• Abstract要約: 運動量偏光の絡み合った単一光子状態に基づく新しい量子乱数生成器を示す。 フォトニック量子乱数生成器の半デバイス非依存モデルを開発した。 提案手法は, 簡単な光学的実装と高精度なモデリングを組み合わせることで, 絡み合いに基づく高セキュリティな量子乱数生成器を提供することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement represents an ideal resource to guarantee the security of random numbers employed in many scientific and cryptographic applications. However, entanglement-based certified random number generators are particularly challenging to implement. Here, we demonstrate a new certified quantum random number generator based on momentum-polarization entangled single photon states. The use of single photon entanglement allows employing an attenuated laser source and a simple setup where only linear optical components are utilized. For the latter, a semi-device-independent modeling of the photonic quantum random number generator is developed, which certifies a minimum entropy of $(2.5\pm 0.5)\%$, corresponding to a generation rate of 4.4 kHz. At the expenses of a higher level of trust in the system, the certified minimum entropy can be increased to $(30.1 \pm0.5 )\%$, implying a generation rate of 52.7 kHz. Our results show that a simple optical implementation combined with an accurate modeling provide an entanglement-based high-security quantum random number generator using imperfect devices.
• Abstract（参考訳）: 量子絡み合い(quantum entanglement)は、多くの科学および暗号アプリケーションで使用される乱数のセキュリティを保証する理想的なリソースである。 しかし、エンタングルメントベースの認証乱数生成器の実装は特に困難である。 ここでは、運動量分極の絡み合った単一光子状態に基づく新しい量子乱数生成器を示す。 単一光子エンタングルメントを用いることで、減衰レーザー源と、線形光学部品のみを使用する単純なセットアップを利用することができる。 後者については、フォトニック量子乱数生成器の半デバイス非依存のモデリングが開発され、生成速度4.4kHzに対応する最小エントロピーが$(2.5\pm 0.5)\%$であることを示す。 システムにおける高い信頼度を犠牲にすると、認定された最小エントロピーは$(30.1 \pm0.5 )\%$に増加し、52.7 kHzとなる。 以上の結果から,簡単な光学的実装と正確なモデリングを組み合わせることで,不完全なデバイスを用いたエンタングルメントに基づく高セキュリティ量子乱数発生器が実現できることがわかった。

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