論文の概要: Four-qubit photonic system for publicly verifiable quantum random numbers and generation of public and private key
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.07156v1
- Date: Tue, 11 Jun 2024 11:02:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-12 16:25:09.104879
- Title: Four-qubit photonic system for publicly verifiable quantum random numbers and generation of public and private key
- Title（参考訳）: 公検証量子乱数に対する4量子フォトニクスシステムと公開鍵と秘密鍵の生成
- Authors: Mayalakshmi Kolangatt, Anirudh Verma, Sujai Matta, Kanad Sengupta, C. M. Chandrashekar,
- Abstract要約: 本研究では,4量子フォトニクスシステムを用いて,公に検証可能な量子乱数を生成する実験を行った。
我々は370kbpsの速度で、公証かつ純粋に保護されたランダムビットを生成する。
このことは、量子セーフなアプリケーションに小型のマルチキュービットフォトニクスシステムの実用性を実証している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2006360539727923
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We theoretically propose and experimentally demonstrate the use of a configurable four-qubit photonic system to generate a publicly verifiable quantum random numbers, to perform entanglement verification, and to generate a secure public and private key. Quantum circuits, to generate the desired four-qubit states and its experimental realization in the photonic architecture is carried out using photon pairs entangled in polarization and path degree of freedom. By performing measurements on the four-qubit system and accessing partial information of the four-qubit state for public verification, we generate publicly verified and purely secured random bits at the rate of 370 kbps. When the system is used for generating public and private keys, an equal number of public and private keys are generated simultaneously. We also record about 97.9\% of sampled bits from four-qubit states passing entanglement verification. The theoretical model of noise on the four-qubit state and its effect on the generation rate of verified and secured bits are in perfect agreement with the experimental results. This demonstrates the practical use of the small-scale multi-qubit photonic system for quantum-safe applications by providing the option for real-time verification of the security feature of the quantum system.
- Abstract（参考訳）: 理論的には、4量子ビットフォトニクスシステムを用いて、公に検証可能な量子乱数を生成し、絡み合い検証を行い、セキュアな公開鍵とプライベート鍵を生成する。
所望の4量子状態を生成する量子回路とそのフォトニックアーキテクチャにおける実験的実現は、偏光と経路自由度に絡み合った光子対を用いて行う。
370kbpsの速さで, 4ビットシステムの測定を行い, 公開検証のために4ビット状態の部分情報にアクセスすることにより, 公証かつ純粋に確保されたランダムビットを生成する。
システムがパブリックキーとプライベートキーの生成に使用される場合、同じ数のパブリックキーとプライベートキーが同時に生成される。
また、4量子状態からのサンプルビットの97.9%が絡み合い検証に合格している。
4量子状態における雑音の理論モデルとその検証および確保されたビットの生成速度への影響は実験結果と完全に一致している。
これは、量子システムのセキュリティ特性をリアルタイムに検証するオプションを提供することにより、量子セーフなアプリケーションに小型のマルチキュービットフォトニクスシステムの実用性を実証するものである。
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