論文の概要: Quantum random number generation using an on-chip nanowire plasmonic waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.13490v2
• Date: Tue, 16 Apr 2024 20:24:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-18 19:50:03.738292
• Title: Quantum random number generation using an on-chip nanowire plasmonic waveguide
• Title（参考訳）: オンチップナノワイヤプラズモン導波路を用いた量子乱数生成
• Authors: C. Strydom, S. Soleymani, Ş. K. Özdemir, M. S. Tame,
• Abstract要約: オンチップのナノスケールプラズモン成分を量子乱数生成装置に統合する。 損失にもかかわらず、低光強度を用いて14.4Mbits/sのランダム数生成率を達成する。 これは、以前の作業と比べて、生成率とデバイスサイズが大幅に増加し、減少する、という順序である。
• 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: Quantum random number generators employ the inherent randomness of quantum mechanics to generate truly unpredictable random numbers, which are essential in cryptographic applications. While a great variety of quantum random number generators have been realised using photonics, few exploit the high-field confinement offered by plasmonics, which enables device footprints an order of magnitude smaller in size. Here we integrate an on-chip nanowire plasmonic waveguide into an optical time-of-arrival based quantum random number generation setup. Despite loss, we achieve a random number generation rate of 14.4 Mbits/s using low light intensity, with the generated bits passing industry standard tests without post-processing. By increasing the light intensity, we were then able to increase the generation rate to 41.4 Mbits/s, with the resulting bits only requiring a shuffle to pass all tests. This is an order of magnitude increase in the generation rate and decrease in the device size compared to previous work. Our experiment demonstrates the successful integration of an on-chip nanoscale plasmonic component into a quantum random number generation setup. This may lead to new opportunities in compact and scalable quantum random number generation.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器は、量子力学の本質的なランダム性を利用して、真の予測不可能な乱数を生成する。 様々な種類の量子乱数生成器がフォトニクスを用いて実現されているが、プラズモニクスによって提供される高磁場閉じ込めを利用して、デバイスフットプリントを桁違いに小さくすることができるものはほとんどない。 ここでは、オンチップのナノワイヤプラズモン導波路を光学時変に基づく量子乱数生成装置に統合する。 損失にもかかわらず、低光強度を用いて14.4Mbits/sのランダム数生成率を達成し、生成したビットは後処理なしで業界標準試験に合格する。 光強度を増大させることで、生成速度を41.4Mbits/sに向上することができ、その結果、すべてのテストにシャッフルを要した。 これは、以前の作業と比べて、生成率とデバイスサイズが大幅に増加し、減少する、という順序である。 実験では、オンチップのナノスケールプラズモン成分を量子乱数生成装置に統合することに成功した。 これにより、コンパクトでスケーラブルな量子乱数生成の新しい機会がもたらされる可能性がある。

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