論文の概要: Device-independent, megabit-rate quantum random number generator with beam-splitter-free architecture and live Bell test certification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.18285v2
- Date: Sat, 22 Mar 2025 11:05:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-25 17:43:44.056079
- Title: Device-independent, megabit-rate quantum random number generator with beam-splitter-free architecture and live Bell test certification
- Title（参考訳）: ビームスプリッタフリーアーキテクチャとライブベル試験によるデバイス非依存のメガビットレート量子乱数生成器
- Authors: Ayan Kumar Nai, Vimlesh Kumar, M. Ebrahim-Zadeh, G. K. Samanta,
- Abstract要約: デバイス非依存の量子乱数生成器(DI-QRNG)は情報処理に不可欠である。
本稿では,ベル試験による実効量子性認証付き高ビットレートDI-QRNGを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Device-independent quantum random number generators (DI-QRNGs) are crucial for information processing, ensuring certified quantumness and genuine randomness. However, existing implementations often face low bit rates due to quantumness testing challenges. Here, we present a high-bit-rate DI-QRNG with live quantumness certification through the Bell test. Using spontaneous parametric down-conversion in a polarization Sagnac interferometer, we generate entangled pair-photons at diametrically opposite points on an annular ring with strong spatial and temporal correlations. Dividing the ring into six diametrically opposite sections, we create three entangled photon sources that exhibit bias-free quantum mechanical randomness from a single resource. By utilizing the coincidence counts of pair-photons from two sources, we generate raw bits, while the third source simultaneously measures the Bell's parameter without any loss of QRNG bits. We have generated 90 million raw bits in 46.4 seconds with the Bell parameter (S $>$ 2), with a minimum entropy extraction ratio exceeding 97$\%$. Post-processed using a Toeplitz matrix, the DI-QRNG achieves a bit rate of 1.8 Mbps, passing all NIST 800-22 and TestU01 tests. In the absence of Bell's parameter for a non-maximally entangled state, $g^{(2)}(0)$ can be the metric for quantumness measure. Scalable and beam-splitter-free, this megabit-rate DI-QRNG is ideal for practical applications.
- Abstract（参考訳）: デバイス非依存の量子乱数生成器(DI-QRNG)は情報処理に不可欠であり、認証された量子性と真のランダム性を保証する。
しかし、既存の実装は量子性テストの課題のためにビットレートが低い場合が多い。
本稿では,ベル試験による実効量子性認証付き高ビットレートDI-QRNGを提案する。
偏光サニャック干渉計における自発的なパラメトリックダウンコンバージョンを用いて、強い空間的および時間的相関を持つ環状環上の斜め反対点における絡み合った対光子を生成する。
リングを6つの斜め反対側のセクションに分割し、単一のリソースからバイアスのない量子力学的ランダム性を示す3つの絡み合った光子源を生成する。
2つのソースからのペア光子の同時カウントを利用して生のビットを生成し、第3のソースはQRNGビットを失うことなくベルのパラメータを同時に測定する。
我々はベルパラメータ(S$>$2)で46.4秒で9000万の生ビットを生成し、最小エントロピー抽出比は97$\%$を超えた。
Toeplitzマトリクスを使用した後、DI-QRNGは1.8Mbpsのビットレートを達成し、NIST 800-22とTestU01のテストをすべてパスした。
非最大交絡状態に対するベルのパラメータが存在しない場合、$g^{(2)}(0)$ は量子度測度の計量となる。
拡張性とビームスプリッタフリー,このメガビットレートDI-QRNGは実用用途に最適である。
関連論文リスト
- Beamsplitter-free, high bit-rate, quantum random number generator based on temporal and spatial correlations of heralded single-photons [4.745219075203435]
光子対の空間相関を用いた高ビットレート量子乱数生成(QRNG)について報告する。
NIST 800-22とTestU01のテストスイートをすべてパスして,ビットレート3MbpsのQRNGを実現しました。
ジェネリック・スキームはSPDCリングをより分割することでビットレートをさらに高める可能性を示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-01T06:40:40Z) - Design and simulation of a transmon qubit chip for Axion detection [103.69390312201169]
超伝導量子ビットに基づくデバイスは、量子非劣化測定(QND)による数GHz単一光子の検出に成功している。
本研究では,Qub-ITの超伝導量子ビットデバイスの実現に向けた状況を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-08T17:11:42Z) - High-rate sub-GHz linewidth bichromatic entanglement source for quantum
networking [59.191830955730346]
本研究では,ダイヤモンド中の4波長混合に基づく熱的ルビジウム蒸気中の絡み合い源について検討した。
我々は、以前報告された原子源よりも桁違いに高い107, /s$以上の繊維内絡み合ったペア生成率を達成することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-11T21:19:30Z) - On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
多光子干渉は光量子技術の中心にある。
そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。
ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z) - High-quality multi-wavelength quantum light sources on silicon nitride
micro-ring chip [5.517255247747876]
マルチ波長の量子光源は、特に通信帯域において、量子情報技術において非常に望まれている。
本稿では,200GHz自由スペクトル帯の窒化ケイ素マイクロリングを用いたマルチ波長量子光源について述べる。
8対の相関光子の生成は25.6nmの波長範囲で保証される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-23T05:32:10Z) - Ultrabright and narrowband intra-fiber biphoton source at ultralow pump
power [51.961447341691]
高輝度の非古典的な光子源は、量子通信技術の鍵となる要素である。
ここでは,中空コアファイバ内の低温原子の光密度アンサンブルに自発4波混合を用いることで,狭帯域非古典光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-10T09:04:15Z) - Certified quantum random number generator based on single-photon
entanglement [0.0]
運動量偏光の絡み合った単一光子状態に基づく新しい量子乱数生成器を示す。
フォトニック量子乱数生成器の半デバイス非依存モデルを開発した。
提案手法は, 簡単な光学的実装と高精度なモデリングを組み合わせることで, 絡み合いに基づく高セキュリティな量子乱数生成器を提供することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-09T16:01:25Z) - Precise and extensive characterization of an optical resonator for
cavity-based quantum networks [1.3209941988151326]
キャビティベースの量子ノードは、分散量子ネットワークの競合プラットフォームである。
単一または少数の原子量子レジスタを結合する高精細ファブリペロ光共振器を特徴付ける。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-11T05:39:53Z) - Quantum cryptography with highly entangled photons from semiconductor
quantum dots [0.0]
量子ドット源を用いたBBM92プロトコルの最初の実装について報告する。
原理の証明のために、350mの長繊維で接続された2つの建物間で鍵生成が行われ、平均鍵レートは135ビット/秒、キュービットエラーレートは13時間で0.019となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-24T18:21:11Z) - Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。
非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。
ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z) - Frequency-Domain Quantum Interference with Correlated Photons from an
Integrated Microresonator [96.25398432840109]
チップ型マイクロ共振器から発生するスペクトル的に異なる光子による周波数領域のHong-Ou-Mandel干渉を報告する。
本研究は周波数領域における高忠実度2光子操作の選択的ツールとして4波長混合を確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-14T01:48:39Z)
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。