論文の概要: An Unbiased Quantum Random Number Generator Based on Boson Sampling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.02292v1
- Date: Mon, 6 Jun 2022 00:32:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-10 09:47:45.169967
- Title: An Unbiased Quantum Random Number Generator Based on Boson Sampling
- Title（参考訳）: ボソンサンプリングに基づく偏りのない量子乱数生成器
- Authors: Jinjing Shi, Tongge Zhao, Yizhi Wang, Chunlin Yu, Yuhu Lu, Ronghua
Shi, Shichao Zhang and Junjie Wu
- Abstract要約: 本研究は、ボーソンサンプリング結果のランダム性を完全に活用して、新しい量子乱数生成器(QRNG)の設計に適用する。
ボソンサンプリング結果のランダム性を適用して実際のタスクのための実用的なプロトタイプシステムを開発するための最初のアプローチである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.271630173840455
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: It has been proven that Boson sampling is a much promising model of optical
quantum computation, which has been applied to designing quantum computer
successfully, such as "Jiuzhang". However, the meaningful randomness of Boson
sampling results, whose correctness and significance were proved from a
specific quantum mechanical distribution, has not been utilized or exploited.
In this research, Boson sampling is applied to design a novel Quantum Random
Number Generator (QRNG) by fully exploiting the randomness of Boson sampling
results, and its prototype system is constructed with the programmable silicon
photonic processor, which can generate uniform and unbiased random sequences
and overcome the shortcomings of the existing discrete QRNGs such as
source-related, high demand for the photon number resolution capability of the
detector and slow self-detection generator speed. Boson sampling is implemented
as a random entropy source, and random bit strings with satisfactory randomness
and uniformity can be obtained after post-processing the sampling results. It
is the first approach for applying the randomness of Boson sampling results to
develop a practical prototype system for actual tasks, and the experiment
results demonstrate the designed Boson sampling-based QRNG prototype system
pass 15 tests of the NIST SP 800-22 statistical test component, which prove
that Boson sampling has great potential for practical applications with
desirable performance besides quantum advantage.
- Abstract（参考訳）: ボーソンサンプリングは光量子計算の非常に有望なモデルであることが証明されており、量子コンピュータの設計に効果的に適用されている。
しかし、特定の量子力学的分布から正当性と重要性が証明されたボソンサンプリング結果の有意なランダム性は、利用されていない。
In this research, Boson sampling is applied to design a novel Quantum Random Number Generator (QRNG) by fully exploiting the randomness of Boson sampling results, and its prototype system is constructed with the programmable silicon photonic processor, which can generate uniform and unbiased random sequences and overcome the shortcomings of the existing discrete QRNGs such as source-related, high demand for the photon number resolution capability of the detector and slow self-detection generator speed.
ボゾンサンプリングをランダムエントロピー源として実装し、サンプリング結果の処理後、ランダム性及び均一性が良好なランダムビット列を得ることができる。
実作業のための実用的なプロトタイプシステムの開発にボソンサンプリング結果のランダム性を適用するための最初のアプローチであり、実験の結果、ボソンサンプリングに基づくQRNGプロトタイプシステムは、NIST SP 800-22統計テストコンポーネントの15のテストに合格した。
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