論文の概要: Generalized Time-bin Quantum Random Number Generator with Uncharacterized Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03638v1
• Date: Fri, 5 May 2023 15:53:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 13:25:13.654231
• Title: Generalized Time-bin Quantum Random Number Generator with Uncharacterized Devices
• Title（参考訳）: 非キャラクタリゼーションデバイスを用いた一般化時限量子乱数生成器
• Authors: Hamid Tebyanian, Mujtaba Zahidy, Ronny M\"uller, S{\o}ren Forchhammer, Davide Bacco, and Leif. K. Oxenl{\o}we
• Abstract要約: この研究はヒルベルト空間次元を増大させることで、無作為性の抽出可能な量の進化を分析する。 本稿では、時間ビン符号化方式の一般的な事例について検討し、様々な入力(状態準備)と結果(測定)部分空間を定義する。 このアプローチがシステムのエントロピーを高め、より抽出可能なランダム性をもたらすことを実証する。
• 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: Random number generators (RNG) based on quantum mechanics are captivating due to their security and unpredictability compared to conventional generators, such as pseudo-random number generators and hardware-random number generators. This work analyzes evolutions in the extractable amount of randomness with increasing the Hilbert space dimension, state preparation subspace, or measurement subspace in a class of semi-device-independent quantum-RNG, where bounding the states' overlap is the core assumption, built on the prepare-and-measure scheme. We further discuss the effect of these factors on the complexity and draw a conclusion on the optimal scenario. We investigate the generic case of time-bin encoding scheme, define various input (state preparation) and outcome (measurement) subspaces, and discuss the optimal scenarios to obtain maximum entropy. Several input designs were experimentally tested and analyzed for their conceivable outcome arrangements. We evaluated their performance by considering the device's imperfections, particularly the after-pulsing effect and dark counts of the detectors. Finally, we demonstrate that this approach can boost the system entropy, resulting in more extractable randomness.
• Abstract（参考訳）: 量子力学に基づくランダム数生成器(RNG)は、擬似ランダム数生成器やハードウェアランダム数生成器などの従来のジェネレータと比較して、そのセキュリティと予測不能のため、降伏している。 本研究は、半デバイス非依存量子rngのクラスにおけるヒルベルト空間次元、状態準備部分空間、あるいは測定部分空間を増加させることで、抽出可能なランダム性の進化を解析し、状態の重なりが準備・測定スキームに基づいて構築されたコア仮定である。 さらに,これらの要因が複雑性に与える影響を議論し,最適なシナリオについて結論を出す。 時間-ビン符号化方式の汎用的な場合を調査し,様々な入力(状態準備)と結果(測定)部分空間を定義し,最大エントロピーを得るための最適シナリオについて考察する。 いくつかのインプット設計を実験的に検証し、結果の整合性について分析した。 デバイスの不完全性,特に後パルス効果と検出器の暗数を考慮し,性能評価を行った。 最後に,本手法によりシステムエントロピーが向上し,より抽出可能なランダム性が得られることを示す。

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