論文の概要: Entropy certification of a realistic QRNG based on single-particle entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.06092v2
• Date: Mon, 2 Aug 2021 10:05:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 23:40:54.602902
• Title: Entropy certification of a realistic QRNG based on single-particle entanglement
• Title（参考訳）: 単一粒子絡み合いに基づく現実的QRNGのエントロピー認証
• Authors: Sonia Mazzucchi, Nicol\`o Leone, Stefano Azzini, Lorenzo Pavesi, Valter Moretti
• Abstract要約: 単一粒子絡み(SPE)では、単一粒子の2自由度が絡み合っている。 本稿では,光子のSPE状態によるベルの不等式違反に基づいて,現実的な量子乱数生成器の半デバイス独立認証を提供することが可能であることを示す。
• 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: In single-particle entanglement (SPE) two degrees of freedom of a single particle are entangled. SPE is a resource that can be exploited both in quantum communication protocols and in experimental tests of noncontextuality based on the Kochen-Specker theorem. SPE can be certified via a test of quantum contextuality based on Bell inequalities. Experiments of Bell-like inequality violation by single particle entangled systems may be affected by an analogue of the locality loophole in this context, due to the presence of unavoidable non-idealities in the experimental devices which actually produce unwanted correlations between the two observables that are simultaneously measured. This issue is tackled here by quantitatively analyzing the behaviour of realistic devices in SPE experiments with photons. In particular, we show how it is possible to provide a semi-device independent randomness certification of realistic quantum random number generators based on Bell inequality violation by SPE states of photons. The analysis is further enlarged to encompass, with a Markovian model, memory effects due to dead time, dark counts and afterpulsing affecting single photon detectors, in particular when not dealing with coincidence measurements. An unbiased estimator is also proposed for quantum transition probabilities out of the collection of experimental data.
• Abstract（参考訳）: 単一粒子絡み(SPE)では、単一粒子の2自由度が絡み合っている。 SPEは、量子通信プロトコルと、コチェン=スペクターの定理に基づく非文脈性の実験の両方で利用することができる資源である。 SPEはベルの不等式に基づく量子文脈性の試験によって証明することができる。 単一粒子の絡み合った系によるベルのような不等式違反の実験は、同時に測定される2つの観測可能な物体の間に、実際には避けられない非イデオロギーの存在により、この文脈における局所性ループの類似によって影響を受ける可能性がある。 この問題は、光子を用いたspe実験における現実的なデバイスの挙動を定量的に分析することで解決される。 特に,光子のspe状態によるベル不等式違反に基づく現実的な量子乱数生成器の半デバイス独立なランダム性証明が実現可能であることを示す。 この分析はさらに拡張され、マルコフモデル、死亡時間による記憶効果、暗数、光子検出器1つに影響を及ぼす余波、特に偶然の測定に対処しない場合などを含む。 実験データの集合から量子遷移確率を推定する非バイアス推定器も提案されている。

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