論文の概要: 18.8 Gbps real-time quantum random number generator with a photonic integrated chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.13518v1
• Date: Fri, 28 May 2021 00:30:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 04:55:02.454851
• Title: 18.8 Gbps real-time quantum random number generator with a photonic integrated chip
• Title（参考訳）: フォトニック集積チップを用いた18.8gbpsリアルタイム量子乱数生成
• Authors: Bing Bai, Jianyao Huang, Guan-Ru Qiao, You-Qi Nie, Weijie Tang, Tao Chu, Jun Zhang, and Jian-Wei Pan
• Abstract要約: 量子乱数生成器(QRNG)は真の乱数を生成することができる。 ここでは,最大18.8Gbpsのリアルタイム出力速度を持つQRNGの高速かつ小型化について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.965489918852631
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum random number generators (QRNGs) can produce true random numbers. Yet, the two most important QRNG parameters highly desired for practical applications, i.e., speed and size, have to be compromised during implementations. Here, we present the fastest and miniaturized QRNG with a record real-time output rate as high as 18.8 Gbps by combining a photonic integrated chip and the technology of optimized randomness extraction. We assemble the photonic integrated circuit designed for vacuum state QRNG implementation, InGaAs homodyne detector and high-bandwidth transimpedance amplifier into a single chip using hybrid packaging, which exhibits the excellent characteristics of integration and high-frequency response. With a sample rate of 2.5 GSa/s in a 10-bit analog-to-digital converter and subsequent paralleled postprocessing in a field programmable gate array, the QRNG outputs ultrafast random bitstreams via a fiber optic transceiver, whose real-time speed is validated in a personal computer.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器(QRNG)は真の乱数を生成することができる。 しかし、実用用途に非常に望ましい2つの重要なqrngパラメータ、すなわち、速度とサイズは、実装中に侵害されなければならない。 本稿では,フォトニック集積チップと最適化ランダムネス抽出技術を組み合わせて,最大18.8Gbpsの高速かつ小型のQRNGの出力速度を示す。 我々は、真空状態QRNG実装のために設計されたフォトニック集積回路、InGaAsホモダイン検出器、高帯域トランスインピーダンス増幅器をハイブリッドパッケージングを用いて単一チップに組み立て、統合性と高周波応答の優れた特性を示す。 10ビットアナログ-デジタル変換器における2.5 gsa/sのサンプルレートと、その後のフィールドプログラマブルゲートアレイにおける並列後処理により、qrngは、リアルタイム速度がパーソナルコンピュータで検証される光ファイバートランシーバを介して超高速ランダムビットストリームを出力する。

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