論文の概要: Compact quantum random number generator based on a laser diode and silicon photonics integrated hybrid chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.11099v1
• Date: Sat, 20 Jan 2024 03:28:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-23 18:08:30.519942
• Title: Compact quantum random number generator based on a laser diode and silicon photonics integrated hybrid chip
• Title（参考訳）: レーザダイオードとシリコンフォトニクス集積ハイブリッドチップを用いた小型量子乱数発生器
• Authors: Xuyang Wang, Tao Zheng, Yanxiang Jia, Qianru Zhao, Yu Zhang, Yuqi Shi, Ning Wang, Zhenguo Lu, Jun Zou and Yongmin Li
• Abstract要約: 小型かつ低消費電力の量子乱数生成器を提案し,実験的に検証した。 ハイブリッドチップのサイズは8.8*2.6*1 mm3であり、エントロピー源の出力は80 mWである。 提案したQRNGは、低消費電力、低ボリューム、低コストを優先した、中程度のMHzランダム数生成速度のシナリオで使用される可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.872140326651204
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: In this study, a compact and low-power-consumption quantum random number generator (QRNG) based on a laser diode and silicon photonics integrated hybrid chip is proposed and verified experimentally. The hybrid chip's size is 8.8*2.6*1 mm3, and the power of entropy source is 80 mW. A common mode rejection ratio greater than 40 dB was achieved using an optimized 1*2 multimode interferometer structure. A method for optimizing the quantum-to-classical noise ratio is presented. A quantum-to-classical noise ratio of approximately 9 dB was achieved when the photoelectron current is 1 microampere using a balance homodyne detector with a high dark current GeSi photodiode. The proposed QRNG has the potential for use in scenarios of moderate MHz random number generation speed, with low power, small volume, and low cost prioritized.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,レーザーダイオードとシリコンフォトニクス集積ハイブリッドチップを用いた小型・低消費電力量子乱数生成器(QRNG)を提案し,実験的に検証した。 ハイブリッドチップのサイズは8.8*2.6*1 mm3であり、エントロピー源の出力は80 mWである。 最適化された1*2マルチモード干渉計構造を用いて、40dB以上の共通モード拒絶比を実現した。 量子-古典的雑音比を最適化する方法を示す。 光電子電流が1マイクロアンペアのときに、高暗電流GeSi光ダイオードの平衡ホモダイン検出器を用いて量子-古典的ノイズ比を約9dBとした。 提案したQRNGは、低消費電力、低ボリューム、低コストで、中程度のMHzランダム数生成速度のシナリオで使用できる可能性がある。

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