論文の概要: Self-testing quantum randomness expansion on an integrated photonic chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.13712v1
• Date: Wed, 20 Nov 2024 21:14:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-22 15:18:51.681419
• Title: Self-testing quantum randomness expansion on an integrated photonic chip
• Title（参考訳）: 集積フォトニックチップ上での自己テスト量子ランダム性展開
• Authors: Gong Zhang, Ignatius William Primaatmaja, Yue Chen, Si Qi Ng, Hong Jie Ng, Marco Pistoia, Xiao Gong, Koon Tong Goh, Chao Wang, Charles Lim,
• Abstract要約: 自己検証型量子乱数生成器(QRNG)の開発と実装 この提案は、生産規模で小型のQRNGデバイスを実装する可能性を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.4228840758231
• License:
• Abstract: The power of quantum random number generation is more than just the ability to create truly random numbers$\unicode{x2013}$it can also enable self-testing, which allows the user to verify the implementation integrity of certain critical quantum components with minimal assumptions. In this work, we develop and implement a self-testing quantum random number generator (QRNG) chipset capable of generating 15.33 Mbits of certifiable randomness in each run (an expansion rate of $5.11\times 10^{-4}$ at a repetition rate of 10 Mhz). The chip design is based on a highly loss-and-noise tolerant measurement-device-independent protocol, where random coherent states encoded using quadrature phase shift keying are used to self-test the quantum homodyne detection unit: well-known to be challenging to characterise in practice. Importantly, this proposal opens up the possibility to implement miniaturised self-testing QRNG devices at production scale using standard silicon photonics foundry platforms.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成のパワーは、真にランダムな数値を生成できる能力以上のもので、$\unicode{x2013}$itは自己テストを可能にする。 本研究では,各ラン毎に15.33Mbitのランダム性(5.11\times 10^{-4}$)を生成可能な自己検証型量子乱数生成器(QRNG)チップセットを開発し,実装する。 チップ設計は、量子ホモダイン検出ユニットを自己テストするために、二次位相シフトキーで符号化されたランダムなコヒーレントな状態を用いる、高損失および耐雑音性測定デバイス非依存のプロトコルに基づいている。 重要な点として、この提案は、標準的なシリコンフォトニクスファウントリープラットフォームを使用して、小型の自己テストQRNGデバイスを本番スケールで実装する可能性を開く。

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