論文の概要: Quantum randomness generation via orbital angular momentum modes crosstalk in a ring-core fiber

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.06387v1
• Date: Tue, 12 Oct 2021 22:29:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 16:35:06.578639
• Title: Quantum randomness generation via orbital angular momentum modes crosstalk in a ring-core fiber
• Title（参考訳）: リングコアファイバにおける軌道角運動量モードクロストークによる量子ランダムネス生成
• Authors: Mujtaba Zahidy, Hamid Tebyanian, Daniele Cozzolino, Yaoxin Liu, Yunhong Ding, Toshio Morioka, Leif K. Oxenl{\o}we, Davide Bacco
• Abstract要約: 本稿では、軌道角運動量モードの重ね合わせから受け継いだ固有乱数性に基づく量子乱数生成器を提案する。 我々の研究は、光の軌道角運動量に基づく量子乱数生成器の新しい研究の出発点とみなすことができる。
• 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: Genuine random numbers can be produced beyond a shadow of doubt through the intrinsic randomness provided by quantum mechanics theory. While many degrees of freedom have been investigated for randomness generation, not adequate attention has been paid to the orbital angular momentum of light. In this work, we present a quantum random number generator based on the intrinsic randomness inherited from the superposition of orbital angular momentum modes caused by the crosstalk inside a ring-core fiber. We studied two possible cases: a first one, device-dependent, where the system is trusted, and a second one, semi-device-independent, where the adversary can control the measurements. We experimentally realized the former, extracted randomness, and, after privacy amplification, we achieved a generation rate higher than 10 Mbit/s. In addition, we presented a possible realization of the semi-device-independent protocol, using a newly introduced integrated silicon photonic chip. Our work can be considered as a starting point for novel investigations of quantum random number generators based on the orbital angular momentum of light.
• Abstract（参考訳）: 固有乱数は、量子力学理論によって提供される本質的なランダム性を通じて疑念の影を越えて生成することができる。 ランダム性の生成には多くの自由度が研究されているが、光の軌道角運動量には十分な注意が払われていない。 本研究では,リングコアファイバ内のクロストークによる軌道角運動量モードの重ね合わせから継承した固有ランダム性に基づく量子乱数生成器を提案する。 1つは、システムが信頼されているデバイス依存、もう1つは、敵が測定を制御できる半デバイス非依存である。 我々は,前者の無作為性を実験的に実現し,プライバシアンプリフィケーション後に10Mbit/s以上の生成率を達成した。 さらに,新たに導入されたシリコンフォトニックチップを用いた半デバイス非依存プロトコルの実現の可能性を示した。 我々の研究は、光の軌道角運動量に基づく量子乱数生成器の新しい研究の出発点と考えることができる。

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