論文の概要: Random Number Generators in Advanced Optical Experiments: A Comparative Analysis of Semiclassical, Quantum, and Hybrid Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.26554v1
• Date: Wed, 29 Apr 2026 11:42:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.372962
• Title: Random Number Generators in Advanced Optical Experiments: A Comparative Analysis of Semiclassical, Quantum, and Hybrid Architectures
• Title（参考訳）: 先進光学実験におけるランダムナンバージェネレータ:半古典的,量子的,ハイブリッド的アーキテクチャの比較分析
• Authors: Daniil D. Reshetnikov, Anna A. Kretova, Anastasia A. Fominova, Evgenii A. Vashukevich, Tatiana Y. Golubeva, Kirill S. Tikhonov,
• Abstract要約: ランダム数列(RNS)は、様々な科学や工学の応用において重要な役割を果たす。 これらは古典的および量子暗号の完全性、数学的モデリングとモンテカルロシミュレーションの精度、およびギャンブルや統計的サンプリングのような分野における応用のコア力学に批判的である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Random numbers sequences (RNSs) play a vital role in various scientific and engineering applications. They are critical to the integrity of classical and quantum cryptography, the accuracy of mathematical modeling and Monte Carlo simulations, and the core mechanics of applications in fields as diverse as gambling and statistical sampling. While the primary criteria for RNSs sources are their quality and generation rate, their integration into experimental designs is equally significant for many fundamental physical tests and applications. This work presents a comparative analysis of optical random number generation architectures, which can be seamlessly included into various advanced classical and quantum optical experimental schemes. In particular, we evaluate the trade-off between the high generation rate of an attenuated laser (a quasi-single-photon source) and the superior statistical quality of a heralded single-photon source operating at a much lower frequency. To overcome the limitations of each individual source, we propose and examine a novel hybrid architecture that utilizes their mixed radiation, enabling the generation of highquality RNSs at an enhanced rate. Furthermore, we demonstrate that the raw sequences generated by such a source can not only exhibit but, in some cases, even surpass the degree of randomness achieved by sequences processed through powerful randomness extractors.
• Abstract（参考訳）: ランダム数列(RNS)は、様々な科学や工学の応用において重要な役割を果たす。 これらは古典的および量子暗号の完全性、数学的モデリングとモンテカルロシミュレーションの精度、およびギャンブルや統計的サンプリングのような分野における応用のコア力学に批判的である。 RNSソースの主な基準は品質と生成率であるが、実験的な設計への統合は多くの基礎的な物理テストや応用において等しく重要である。 この研究は、様々な先進的な古典的および量子的実験的スキームにシームレスに組み込むことができる光乱数生成アーキテクチャの比較分析を提示する。 特に、減衰レーザー(準単光子源)の高出力率と、より低い周波数で動作する単光子源の優れた統計的品質とのトレードオフを評価する。 それぞれの音源の限界を克服するため, 混合放射を利用した新しいハイブリッドアーキテクチャを提案し, 高品質RSSを高い速度で生成する。 さらに、このようなソースによって生成された生の配列は、単に表現できるだけでなく、場合によっては、強力なランダムネス抽出器によって処理された配列によって達成されるランダムネスの度合いを超えることも示している。

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