論文の概要: Improved Real-time Post-Processing for quantum Random Number Generators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08621v1
• Date: Fri, 20 Jan 2023 15:02:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-23 13:02:03.039696
• Title: Improved Real-time Post-Processing for quantum Random Number Generators
• Title（参考訳）: 量子乱数発生器のリアルタイム後処理の改善
• Authors: Qian Li, Xiaoming Sun, Xingjian Zhang, and Hongyi Zhou
• Abstract要約: 実時間ブロックワイズ抽出を実現する逆ブロック源のための2つの新しい量子保護ランダム性抽出器を提案する。 本設計では, 抽出速度が大幅に向上し, 出力データ長もより長くなり, 種長が同じである。 量子乱数生成器の生データに抽出器を適用することで,最大374Gbpsのシミュレーション抽出速度を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.098918832327312
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Randomness extraction is a key problem in cryptography and theoretical computer science. With the recent rapid development of quantum cryptography, quantum-proof randomness extraction has also been widely studied, addressing the security issues in the presence of a quantum adversary. In contrast with conventional quantum-proof randomness extractors characterizing the input raw data as min-entropy sources, we find that the input raw data generated by a large class of trusted-device quantum random number generators can be characterized as the so-called reverse block source. This fact enables us to design improved extractors. Specifically, we propose two novel quantum-proof randomness extractors for reverse block sources that realize real-time block-wise extraction. In comparison with the general min-entropy randomness extractors, our designs achieve a significantly higher extraction speed and a longer output data length with the same seed length. In addition, they enjoy the property of online algorithms, which process the raw data on the fly without waiting for the entire input raw data to be available. These features make our design an adequate choice for the real-time post-processing of practical quantum random number generators. Applying our extractors to the raw data of the fastest known quantum random number generator, we achieve a simulated extraction speed as high as 374 Gbps.
• Abstract（参考訳）: ランダム性抽出は暗号と理論計算機科学の重要な問題である。 近年の量子暗号の急速な発展に伴い、量子敵の存在下でのセキュリティ問題に対処する量子耐性乱数抽出も広く研究されている。 入力された生データを最小エントロピー源として特徴付ける従来の量子保護ランダム性抽出器とは対照的に,信頼度の高い多数の量子乱数生成器が生成する入力生データを,いわゆるリバースブロック源として特徴付けることができる。 この事実により、我々は改良された抽出器を設計できる。 具体的には,実時間ブロックワイズ抽出を実現するリバースブロック源のための2つの新しい量子耐性ランダムネス抽出器を提案する。 一般的なミンエントロピー乱数抽出器と比較して,本設計は抽出速度が著しく向上し,同じ種子長の出力データ長が長くなる。 さらに、入力された生データ全体が利用可能になるのを待たずに、生データをオンザフライで処理するオンラインアルゴリズムの特性も享受している。 これらの特徴により、実用的な量子乱数生成器のリアルタイム後処理に適切な設計が選択できる。 抽出器を最も高速な量子乱数生成器の生データに適用することにより,最大374gbpsのシミュレーション抽出速度を実現する。

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