論文の概要: Certified randomness in tight space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03536v2
- Date: Wed, 15 May 2024 15:51:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-16 18:41:34.622648
- Title: Certified randomness in tight space
- Title（参考訳）: タイトな空間における証明されたランダム性
- Authors: Andreas Fyrillas, Boris Bourdoncle, Alexandre Maïnos, Pierre-Emmanuel Emeriau, Kayleigh Start, Nico Margaria, Martina Morassi, Aristide Lemaître, Isabelle Sagnes, Petr Stepanov, Thi Huong Au, Sébastien Boissier, Niccolo Somaschi, Nicolas Maring, Nadia Belabas, Shane Mansfield,
- Abstract要約: 小型のアプリケーション・レディ・デバイス上での認証ランダムネス生成手法を提案する。
実世界のアプリケーションでは,ランダム性が最も高い2量子フォトニックデバイスを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.7482666629286
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Reliable randomness is a core ingredient in algorithms and applications ranging from numerical simulations to statistical sampling and cryptography. The outcomes of measurements on entangled quantum states can violate Bell inequalities, thus guaranteeing their intrinsic randomness. This constitutes the basis for certified randomness generation. However, this certification requires spacelike separated devices, making it unfit for a compact apparatus. Here we provide a general method for certified randomness generation on a small-scale application-ready device and perform an integrated photonic demonstration combining a solid-state emitter and a glass chip. In contrast to most existing certification protocols, which in the absence of spacelike separation are vulnerable to loopholes inherent to realistic devices, the protocol we implement accounts for information leakage and is thus compatible with emerging compact scalable devices. We demonstrate a 2-qubit photonic device that achieves the highest standard in randomness yet is cut out for real-world applications. The full 94.5-hour-long stabilized process harnesses a bright and stable single-photon quantum-dot based source, feeding into a reconfigurable photonic chip, with stability in the milliradian range on the implemented phases and consistent indistinguishability of the entangled photons above 93%. Using the contextuality framework, we certify private randomness generation and achieve a rate compatible with randomness expansion secure against quantum adversaries.
- Abstract（参考訳）: 信頼性のあるランダム性(Reliable randomness)は、数値シミュレーションから統計的サンプリングや暗号まで、アルゴリズムや応用における中核的な要素である。
絡み合った量子状態の測定結果はベルの不等式に反し、固有乱数性を保証する。
これは、証明されたランダムネス生成の基盤を構成する。
しかし、この認証は空間的に分離されたデバイスを必要とするため、コンパクトな装置には適さない。
本稿では,小型のアプリケーション・レディ・デバイス上でランダム性を証明し,固体エミッタとガラスチップを組み合わせたフォトニック・デモを行う。
スペースライクな分離がなければ、現実的なデバイス固有の抜け穴に脆弱な既存の認証プロトコルとは対照的に、私たちが実装しているプロトコルは情報漏洩の原因となり、新たなコンパクトなデバイスと互換性がある。
実世界のアプリケーションでは、ランダム性が最も高い標準を実現する2量子フォトニックデバイスを実証する。
完全な94.5時間周期の安定化プロセスは、明るく安定な単一光子量子ドットベースのソースを使用し、再構成可能なフォトニックチップに供給し、実装された位相上のミリラディアン範囲の安定性と、93%以上の絡み合った光子の一貫した不明瞭性を持つ。
文脈性フレームワークを用いて、プライベートランダムネス生成を認証し、量子敵に対してセキュアなランダムネス拡張と互換性のあるレートを達成する。
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