論文の概要: SVTest: general purpose software for testing weakly random sources with exemplary application to seismic data analysis enabling quantum amplification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.06899v1
• Date: Wed, 09 Apr 2025 13:58:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-10 13:05:53.406994
• Title: SVTest: general purpose software for testing weakly random sources with exemplary application to seismic data analysis enabling quantum amplification
• Title（参考訳）: SVTest:弱ランダム源試験のための汎用ソフトウェア : 量子増幅が可能な地震データ解析への応用
• Authors: Maciej Stankiewicz, Roberto Salazar, Mikołaj Czechlewski, Alejandra Muñoz Jensen, Catalina Morales-Yáñez, Omer Sakarya, Julio Viveros Carrasco, Karol Horodecki,
• Abstract要約: 量子デバイスは、ランダム性の弱いソースのプライバシーを増幅することができる。 このような弱い源の理論モデルの一つが、いわゆるサンサ・ヴァジラニ(SV)源である。 我々は,ソースのランダム性を特徴付けるパラメータを推定するソフトウェアを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.82692226532414
• License:
• Abstract: Generating private randomness is essential for numerous applications ranging from security proofs to online banking. Consequently, the capacity of quantum devices to amplify the privacy of a weak source of randomness, in cases unattainable by classical methods, constitutes a practical advantage. One of the theoretical models of such weak sources are the so-called Santha-Vazirani (SV) sources; however, finding natural sources satisfying the SV model is a paramount challenge. In this article, we take three significant steps on the way to simplify this hard task. We begin with an in-depth analysis of the mathematical background for estimating the quality of a weak randomness source by providing a set of axioms that systematize the possible approaches to such estimation. We then develop software (SVTest) to estimate the parameter characterizing the source's randomness. The software is general-purpose, i.e., it can test the randomness of any target sequence of bits. Later, we apply the software to test seismic events (earthquakes and local noise) as potential sources of randomness. Our results demonstrate that seismic phenomena are possible sources of randomness, depending on the choice of discretization. Therefore, our work provides strong evidence of the potential of geophysical phenomena as a source of cryptographic resources, building an unprecedented bridge between both fields.
• Abstract（参考訳）: プライベートランダム性の生成は、セキュリティ証明からオンラインバンキングまで、数多くのアプリケーションにとって不可欠である。 したがって、古典的な方法では達成できない場合において、ランダム性の弱いソースのプライバシを増幅する量子デバイスの能力は、実用上の優位性となっている。 このような弱い源の理論モデルの一つに、いわゆるサンサ・ヴァジラニ(英語版) (SV) 源があるが、SVモデルを満たす自然の源を見つけることは最重要課題である。 この記事では、この難題を単純化するために、3つの重要なステップを踏み出します。 まず,弱いランダム性ソースの品質を推定するための数学的背景の詳細な解析から,そのような推定に対する可能なアプローチを体系化するための公理のセットを提供することから始める。 次に、ソースのランダム性を特徴付けるパラメータを推定するソフトウェア(SVTest)を開発する。 ソフトウェアは汎用的であり、すなわち、任意のビット列のランダム性をテストすることができる。 その後、地震(地震や局地騒音)をランダム性の潜在的な源泉としてテストするためにこのソフトウェアを適用した。 この結果から, 地震現象は, 離散化の選択によるランダム性の原因となる可能性が示唆された。 そこで,本研究では,暗号資源の源泉として物理現象の可能性を強く証明し,両分野間には前例のない橋が架けられている。

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