論文の概要: Real-time vacuum-state quantum random number generator on a chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.13105v1
• Date: Tue, 16 Sep 2025 14:04:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-17 17:50:53.117974
• Title: Real-time vacuum-state quantum random number generator on a chip
• Title（参考訳）: チップ上の実時間真空状態量子乱数生成器
• Authors: Guan-Ru Qiao, Bing Bai, Zi-Xuan Weng, Han-Shen Chen, Wei Zheng, Zhi-Yuan Zheng, You-Qi Nie, Jun Zhang, Jian-Wei Pan,
• Abstract要約: 量子乱数生成器(QRNG)の小型化は、幅広い通信や暗号の応用に不可欠である。 ここでは,真空状態のゆらぎに基づく完全機能QRNGチップについて報告する。 キャラクタリゼーション結果によると、QRNGチップは工業温度範囲の-40degCから85degCの5.2Mbpsの一定のリアルタイム出力速度を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.673162814530992
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum random number generators (QRNGs) produce true random numbers, which are guaranteed by the fundamental principles of quantum physics. Miniaturization of QRNGs is crucial for a wide range of communication and cryptography applications. Here, we first report a fully functional QRNG chip based on vacuum-state fluctuations, with dimensions of 16.6 mm x 7.8 mm. The quantum entropy source, which is achieved via hybrid photonic integration with a SiO2 waveguide, generates raw quantum random numbers. The hybrid photonic and electrical components are assembled into a compact ceramic package using system-in-package technology. A microcontroller unit acquires the raw data and outputs the processed quantum random numbers via a serial peripheral interface. According to the characterization results, the QRNG chip achieves a constant real-time output rate of 5.2 Mbps across the industrial temperature range of -40{\deg}C to 85{\deg}C, making it suitable for practical applications.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器(QRNG)は、量子物理学の基本原理によって保証される真の乱数を生成する。 QRNGの小型化は、幅広い通信や暗号化アプリケーションに不可欠である。 ここでは、真空状態のゆらぎに基づく完全に機能するQRNGチップについて報告する。 SiO2導波路とのハイブリッドフォトニック結合により達成される量子エントロピー源は、生の量子乱数を生成する。 ハイブリッドフォトニックおよび電気部品は、システムインパッケージ技術を用いてコンパクトなセラミックパッケージに組み立てられる。 マイクロコントローラ部は、生データを取得し、シリアル周辺インタフェースを介して処理された量子乱数を出力する。 キャラクタリゼーション結果によると、QRNGチップは工業用温度範囲の-40{\deg}Cから85{\deg}Cの5.2Mbpsの一定のリアルタイム出力速度を達成し、実用化に適している。

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