論文の概要: Analysis of a Programmable Quantum Annealer as a Random Number Generator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.02573v1
- Date: Wed, 5 Jul 2023 18:15:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-07 16:23:14.501237
- Title: Analysis of a Programmable Quantum Annealer as a Random Number Generator
- Title（参考訳）: 乱数生成器としてのプログラム可能な量子アニーラの解析
- Authors: Elijah Pelofske
- Abstract要約: D-Wave 2000Q量子アニールを用いた実験結果について述べる。
その結果、従来のD-Wave QA乱数生成器よりもかなり大きな結果が得られた。
D-Wave 2000Qから生成されたランダムビットは偏りがあり、予測不可能なランダムビットシーケンスではない。
- 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 devices offer a highly useful function - that is generating random
numbers in a non-deterministic way since the measurement of a quantum state is
not deterministic. This means that quantum devices can be constructed that
generate qubits in some uniform superposition and then measure the state of
those qubits. If the preparation of the qubits in a uniform superposition is
unbiased, then quantum computers can be used to create high entropy, secure
random numbers. Typically, preparing and measuring such quantum systems
requires more time compared to classical pseudo random number generators
(PRNGs) which are inherently deterministic algorithms. Therefore, the typical
use of quantum random number generators (QRNGs) is to provide high entropy
secure seeds for PRNGs. Quantum annealing (QA) is an analog type of quantum
computation that is a relaxed form of adiabatic quantum computation and uses
quantum fluctuations in order to search for ground state solutions of a
programmable Ising model. In this article we present extensive experimental
random number results from a D-Wave 2000Q quantum annealer, totaling over 20
billion bits of QA measurements, which is significantly larger than previous
D-Wave QA random number generator studies have used. Modern quantum annealers
are susceptible to noise from environmental sources and calibration errors, and
are not in general unbiased samplers. Therefore, it is of interest to quantify
whether noisy quantum annealers can effectively function as an unbiased QRNG.
The amount of data that was collected from the quantum annealer allows a
comprehensive analysis of the random bits to be performed using the NIST SP
800-22 Rev 1a testsuite. The randomness tests show that the generated random
bits from the D-Wave 2000Q are biased, and not unpredictable random bit
sequences.
- Abstract（参考訳）: 量子デバイスは、量子状態の測定が決定論的ではないため、非決定論的に乱数を生成する非常に有用な関数を提供する。
つまり、量子デバイスは、ある一様重ね合わせで量子ビットを生成し、それらの量子ビットの状態を測定することができる。
均一な重ね合わせにおける量子ビットの準備が不偏であれば、量子コンピュータは高エントロピーでセキュアな乱数を生成するのに使うことができる。
通常、そのような量子システムの準備と測定には、本質的に決定論的アルゴリズムである古典的な擬似乱数生成器(PRNG)よりも時間を要する。
したがって、量子乱数生成器(QRNG)の典型的な用途は、PRNGに対して高いエントロピー安全な種子を提供することである。
量子アニーリング(quantum annealing, qa)は、アディアバティック量子計算の緩和形であり、プログラム可能なイジングモデルの基底状態解を探索するために量子揺らぎを用いる量子計算のアナログ型である。
本稿では,従来のD-Wave QA乱数生成器よりも大幅に大きい200億ビット以上のQA測定を行うD-Wave 2000Q量子アニールによる広範囲なランダム数結果について述べる。
現代の量子アニーラーは環境からのノイズや校正誤差に影響を受けやすく、一般に偏りのないサンプリング器ではない。
したがって、ノイズ量子アニールが非バイアスQRNGとして効果的に機能できるかどうかを定量化することは興味深い。
量子アニール器から収集されたデータの量は、NIST SP 800-22 Rev 1aテストスーツを用いてランダムビットの包括的な分析を可能にする。
ランダムネステストは、D-Wave 2000Qから生成されたランダムビットがバイアスを受けており、予測不可能なランダムビットシーケンスではないことを示す。
関連論文リスト
- How much secure randomness is in a quantum state? [0.0]
量子状態からどれだけの暗号的にセキュアなランダム性を抽出できるか?
本稿では,情報源と測定装置の双方について,量子側情報を持つ相手を対象とする汎用逆数モデルについて考察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-21T19:16:56Z) - Counting collisions in random circuit sampling for benchmarking quantum
computers [0.7252027234425332]
ランダムな量子回路の測定における衝突回数のカウントは、量子コンピュータの品質の実用的なベンチマークとなることを示す。
この量は、適切に正規化されている場合、「衝突異常」ベンチマークや「衝突容積」テストとして使用できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-07T11:12:30Z) - Quantum Random Number Generation with Partial Source Assumptions [26.983886835892363]
量子乱数生成器は、真の乱数を生成するために量子力学の力を利用する。
しかし、現実世界のデバイスは、しばしば、生成されたランダム性の完全性とプライバシーを損なう欠陥に悩まされる。
本稿では、新しい量子乱数生成器を提案し、それを実験的に実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-06T08:08:11Z) - Quantum Conformal Prediction for Reliable Uncertainty Quantification in
Quantum Machine Learning [47.991114317813555]
量子モデルは暗黙の確率予測器を実装し、測定ショットを通じて各入力に対して複数のランダムな決定を生成する。
本稿では、そのようなランダム性を利用して、モデルの不確実性を確実に捉えることができる分類と回帰の両方の予測セットを定義することを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-06T22:05:21Z) - Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。
サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。
格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-12T15:06:32Z) - Validation tests of GBS quantum computers give evidence for quantum
advantage with a decoherent target [62.997667081978825]
複数モードデータの検証に指紋としてグループカウント確率の正P位相空間シミュレーションを用いる。
偽データを解き放つ方法を示し、これを古典的なカウントアルゴリズムに適用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-07T12:00:45Z) - Probing finite-temperature observables in quantum simulators of spin
systems with short-time dynamics [62.997667081978825]
ジャジンスキー等式から動機付けられたアルゴリズムを用いて, 有限温度可観測体がどのように得られるかを示す。
長範囲の逆場イジングモデルにおける有限温度相転移は、捕捉されたイオン量子シミュレータで特徴づけられることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-03T18:00:02Z) - Self-testing randomness from a nuclear spin system [0.9774183498779745]
本稿では,初めて核スピン系に基づく概念実証ランダム数生成器を提案する。
実験データにおけるランダム性のエントロピーは、2次元の証人認証プロトコルによって定量化される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-09T08:43:45Z) - Preparing random states and benchmarking with many-body quantum chaos [48.044162981804526]
時間に依存しないハミルトン力学の下で自然にランダム状態アンサンブルの出現を予測し、実験的に観察する方法を示す。
観測されたランダムアンサンブルは射影測定から現れ、より大きな量子系のサブシステムの間に構築された普遍的相関に密接に関連している。
我々の研究は、量子力学におけるランダム性を理解するための意味を持ち、より広い文脈でのこの概念の適用を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-05T08:32:43Z) - Unpredictable and Uniform RNG based on time of arrival using InGaAs
Detectors [0.14337588659482517]
通信波長の弱いコヒーレント音源から高品質な量子乱数を生成した。
エントロピーは、予め定義された時間間隔内での量子状態の到来時刻に基づいている。
InGaAs単光子検出器による光子の検出と5psの高精度測定により、到着時間あたり16ビットのランダムな光子を生成することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-24T13:31:00Z) - Quantum Random Number Generation using a Solid-State Single-Photon
Source [89.24951036534168]
量子乱数生成(QRNG)は、量子力学現象の固有乱数性を利用する。
六方晶窒化ホウ素の量子エミッタによるQRNGの実証を行った。
本研究は,オンチップ決定性乱数生成器の製作への新たな道を開くものである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-28T22:47:43Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。