論文の概要: Maximal global device-independent randomness from projective measurements in every dimension
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.21369v1
- Date: Fri, 19 Jun 2026 12:20:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-25 13:57:22.587886
- Title: Maximal global device-independent randomness from projective measurements in every dimension
- Title（参考訳）: 全次元の射影測定による最大大域的デバイス非依存ランダム性
- Authors: Máté Farkas, Piotr Mironowicz, Remigiusz Augusiak,
- Abstract要約: デバイス非依存乱数生成(DIQRNG)は、量子物理プロセスを用いてプライベートな乱数を生成する最も安全な形式である。
相互に偏りのない基底に基づいて2log(d)$ビットに到達する明示的なプロトコルを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1419092834574525
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Device-independent random number generation (DIQRNG) is the most secure form of generating private randomness using quantum physical processes. Its strength lies in producing numbers that are impossible to predict by any eavesdropper restricted by the laws of quantum theory. Moreover, security is proven solely from observed measurement statistics, without the need to characterise or trust the devices used in random number generation. Implementing DIQRNG is, however, costly, as it requires high-quality entangled systems. It is therefore important to make the best use of available resources. In this work, we show that using projective measurements -- which are most readily implementable experimentally -- one can certify $2\log(d)$ bits of device-independent randomness from a bipartite system of local dimension $d$ for every $d \ge 2$, thus reaching the theoretically maximum possible rate of DIQRNG. We provide explicit protocols reaching $2\log(d)$ bits based on mutually unbiased bases. Furthermore, we compute numerical bounds on the rate for the case of imperfect implementations, showing that our protocols are robust to experimental noise.
- Abstract（参考訳）: デバイス非依存乱数生成(DIQRNG)は、量子物理プロセスを用いてプライベートな乱数を生成する最も安全な形式である。
その強さは、量子論の法則に制限された盗聴者によって予測できない数を生成することにある。
さらに、セキュリティは観測された測定統計からのみ証明され、乱数生成で使用されるデバイスを特徴づけたり信頼したりする必要がなくなる。
しかし、DIQRNGの実装は、高品質な絡み合ったシステムを必要とするため、コストがかかる。
そのため、利用可能なリソースを最大限に活用することが重要である。
本研究は、最も容易に実装可能な射影測度を用いて、各$d \ge 2$に対して局所次元$d$の双分数系から2-log(d)$のデバイス非依存ランダム性を証明し、理論上最大となるDIQRNGの確率に達することを示す。
相互に偏りのないベースに基づいて,2.log(d)$ビットに到達した明示的なプロトコルを提供する。
さらに、不完全な実装の場合のレートの数値境界を計算し、このプロトコルが実験ノイズに対して堅牢であることを示す。
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