論文の概要: Device-Independent Randomness Amplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.17931v1
- Date: Mon, 23 Dec 2024 19:42:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-25 15:54:43.663120
- Title: Device-Independent Randomness Amplification
- Title（参考訳）: デバイス非依存ランダムネス増幅
- Authors: Anatoly Kulikov, Simon Storz, Josua D. Schär, Martin Sandfuchs, Ramona Wolf, Florence Berterottière, Christoph Hellings, Renato Renner, Andreas Wallraff,
- Abstract要約: 物理源から生じる不完全ランダム性の増幅を実証する。
実験は、プライバシーとランダムネス生成の理論的物理的限界を達成するための重要なステップである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.273538314786526
- License:
- Abstract: Successful realization of Bell tests has settled an 80-year-long debate, proving the existence of correlations which cannot be explained by a local realistic model. Recent experimental progress allowed to rule out any possible loopholes in these tests, and opened up the possibility of applications in cryptography envisaged more than three decades ago. A prominent example of such an application is device-independent quantum key distribution, which has recently been demonstrated. One remaining gap in all existing experiments, however, is that access to perfect randomness is assumed. To tackle this problem, the concept of randomness amplification has been introduced, allowing to generate such randomness from a weak source -- a task impossible in classical physics. In this work, we demonstrate the amplification of imperfect randomness coming from a physical source. It is achieved by building on two recent developments: The first is a theoretical protocol implementing the concept of randomness amplification within an experimentally realistic setup, which however requires a combination of the degree of Bell inequality violation (S-value) and the amount of data not attained previously. The second is experimental progress enabling the execution of a loophole-free Bell test with superconducting circuits, which offers a platform to reach the necessary combination. Our experiment marks an important step in achieving the theoretical physical limits of privacy and randomness generation.
- Abstract（参考訳）: ベルテストの実現に成功し、80年以上にわたる議論が決着し、局所現実モデルでは説明できない相関の存在が証明された。
最近の実験的進歩は、これらのテストで考えられる抜け穴を排除し、30年以上前に想定された暗号の応用の可能性を広げた。
そのような応用の顕著な例はデバイス非依存の量子鍵分布であり、これは最近実証されている。
しかし、既存の全ての実験で残されたギャップの1つは、完全なランダム性へのアクセスが仮定されることである。
この問題に対処するため、ランダムネス増幅という概念が導入され、古典物理学では不可能な、弱い情報源からそのようなランダムネスを生成することができる。
本研究では,物理源からの不完全ランダム性の増幅を実証する。
1つは、実験的に現実的な設定でランダム性増幅の概念を実装した理論的なプロトコルであり、ベルの不等式違反(S値)の度合いと、これまで達成されていなかったデータの量の組み合わせを必要とする。
2つ目は、超伝導回路によるループホールのないベル試験の実行を可能にする実験的な進歩であり、必要な組み合わせに到達するためのプラットフォームを提供する。
我々の実験は、プライバシーとランダムネス生成の理論的物理的限界を達成するための重要なステップである。
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