論文の概要: Semi-Device-Independent Quantum Random Number Generator Resistant to General Attacks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.06362v1
• Date: Fri, 06 Feb 2026 03:47:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-09 22:18:26.223212
• Title: Semi-Device-Independent Quantum Random Number Generator Resistant to General Attacks
• Title（参考訳）: 一般攻撃に抵抗する半デバイス非依存量子乱数発生器
• Authors: Zhenguo Lu, Jundong Wu, Yu Zhang, Shaobo Ren, Xuyang Wang, Hongyi Zhou, Yongmin Li,
• Abstract要約: 量子乱数生成器(QRNG)は、量子理論固有のランダム性に基づいて真の乱数を生成する。 本稿では,有限サイズ効果を考慮した半DIQRNGを提案する。 私たちの研究は、単純な実験的なセットアップで堅牢なセキュリティとハイジェネレーションの両方を達成するための有望なアプローチを提供します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.918556765582295
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum random number generators (QRNGs) produce true random numbers based on the inherent randomness of quantum theory, rendering them a foundational segment of quantum cryptography. Distinguished from trusted-device QRNGs whose security depends on characterized devices, semi-device-independent (semi-DI) QRNGs permit partial devices to be defective or even maliciously manipulated, which achieves a good trade-off between generation rate and security. In this paper, we propose a semi-DI QRNG that resists general attacks while accounting for finite-size effects. The protocol requires no rigorous characterization of the source and measurement devices other than limiting the energy of the emitted states, significantly reducing the demands on practical QRNG systems. Leveraging the tight Kato inequality for correlated variables, we show that our protocol generates more randomness than it consumes. Furthermore, we demonstrate the scheme on a continuous-variable system with ternary inputs of states. Heterodyne detection is employed to enable phase compensation through data postprocessing, alleviating the stringent requirement on system stability. The system operates at 100 MHz, achieving a net random number generation rate of 1.165 Mbps at 5.3x10^9 rounds. Our work offers a promising approach to achieve both the robust security and high generation rate with a simple experimental setup.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器(QRNG)は、量子理論の固有のランダム性に基づいて真の乱数を生成し、量子暗号の基本セグメントとなる。 セキュリティが特徴デバイスに依存している信頼できるデバイスQRNGとは違い、半デバイス非依存(セミDI)QRNGは部分デバイスに欠陥があるか、悪意のある操作が可能であるため、生成率とセキュリティのトレードオフが良好である。 本稿では,有限サイズ効果を考慮した半DIQRNGを提案する。 このプロトコルは、放出された状態のエネルギーを制限すること以外、ソースと測定装置の厳密な特徴付けを必要とせず、実際のQRNGシステムに対する要求を大幅に削減する。 相関変数に対する厳密な加藤不等式を活用することで、我々のプロトコルが消費するよりもランダム性が高いことを示す。 さらに、状態の3次入力を持つ連続変数系のスキームを実演する。 ヘテロダイン検出は、データ後処理による位相補償を可能にし、システムの安定性に対する厳密な要求を緩和する。 このシステムは100MHzで動作し、5.3x10^9ラウンドで1.165 Mbpsのランダム数を生成する。 私たちの研究は、単純な実験的なセットアップで堅牢なセキュリティとハイジェネレーションの両方を達成するための有望なアプローチを提供します。

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