論文の概要: Demonstration of quantum random number generation using nitrogen vacancy centres

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24870v1
• Date: Mon, 27 Apr 2026 18:00:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.534968
• Title: Demonstration of quantum random number generation using nitrogen vacancy centres
• Title（参考訳）: 窒素空孔中心を用いた量子乱数生成の実証
• Authors: Conrad Strydom, Mark Tame,
• Abstract要約: 量子乱数生成(QRNG)は、量子力学現象の本質的な予測不可能性に依存する。 蛍光ナノダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心から放出される光子の到着時刻からQRNGを実験的に実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum random number generation (QRNG) relies on the inherent unpredictability of quantum mechanical phenomena to efficiently generate high-quality random numbers that can be used in a wide range of cryptography and simulation applications. Here we report the experimental demonstration of QRNG from the arrival times of photons emitted by nitrogen vacancy (NV) centres in fluorescent nanodiamonds. The generation rates achieved range from 0.173 Mbits/s for a region with a single NV centre to 4.77 Mbits/s for a region with just under 50 NV centres, where the latter demonstrates an order of magnitude improvement compared to the highest generation rate previously achieved with NV centres. For all the regions investigated, the generated bits passed the ENT and NIST Statistical Test Suites without post-processing. The results are consistent with our theoretical analysis, where we show that the min-entropy is very close to the ideal value of one per bit for all the regions investigated. This work opens up new possibilities for robust QRNG in highly compact on-chip settings.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成(QRNG)は、量子力学現象の固有の予測不可能性に依存して、幅広い暗号やシミュレーションアプリケーションで使用できる高品質な乱数を生成する。 ここでは, 蛍光ナノダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心から放出される光子の到着時刻からQRNGを実験的に示す。 生成速度は、単一のNV中心を持つ領域の0.173Mbits/sから、50NV中心未満の領域の4.77Mbits/sまで様々である。 調査対象のすべての領域において、生成されたビットは後処理なしでENTおよびNIST統計テストスイートを通過した。 結果は我々の理論解析と一致しており、ここでは、min-エントロピーが調査されたすべての領域に対する1ビット当たりの理想値に非常に近いことを示す。 この作業は、高コンパクトなオンチップ設定において、堅牢なQRNGの新たな可能性を開く。

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