論文の概要: Certified Random Number Generation using Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.02973v1
• Date: Wed, 05 Feb 2025 08:19:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-06 14:27:15.745904
• Title: Certified Random Number Generation using Quantum Computers
• Title（参考訳）: 量子コンピュータを用いた認証ランダム数生成
• Authors: Pingal Pratyush Nath, Aninda Sinha, Urbasi Sinha,
• Abstract要約: 本稿では,現在の量子コンピュータが実用化にどのように活用できるかを考察する。 我々は量子力学で証明されたセキュアな乱数を生成する。 このプロトコルを既存の量子コンピュータに適用することにより、セキュアで半デバイスに依存しない乱数生成の実現可能性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: In recent decades, quantum technologies have made significant strides toward achieving quantum utility. However, practical applications are hindered by challenges related to scaling the number of qubits and the depth of circuits. In this paper, we investigate how current quantum computers can be leveraged for practical applications, particularly in generating secure random numbers certified by Quantum Mechanics. While random numbers can be generated and certified in a device-independent manner through the violation of Bell's inequality, this method requires significant spatial separation to satisfy the no-signaling condition, making it impractical for implementation on a single quantum computer. Instead, we employ temporal correlations to generate randomness by violating the Leggett-Garg inequality, which relies on the No-Signaling in Time condition to certify randomness, thus overcoming spatial constraints. By applying this protocol to existing quantum computers, we demonstrate the feasibility of secure, semi-device-independent random number generation using low-depth circuits with single-qubit gates.
• Abstract（参考訳）: 近年、量子技術は量子ユーティリティの実現に向けて大きな進歩を遂げてきた。 しかし、実際の応用は、キュービット数と回路深さのスケーリングに関する課題によって妨げられている。 本稿では,現在の量子コンピュータを実用化するために,特に量子力学で証明されたセキュアな乱数の生成に活用する方法について検討する。 ベルの不等式に違反してデバイスに依存しない方法で乱数の生成と証明を行うことができるが、この手法では符号なし条件を満たすために空間分離がかなり必要であり、単一の量子コンピュータ上で実装するには実用的でない。 その代わりに、時間条件のNo-Signalingに依存するLeggett-Garg不等式に違反してランダム性を生成するために時間的相関を用いて、ランダム性を証明し、空間的制約を克服する。 このプロトコルを既存の量子コンピュータに適用することにより、単一ビットゲートを持つ低深さ回路を用いたセキュアな半デバイス非依存乱数生成の実現可能性を示す。

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