論文の概要: Efficient Energy-Constrained Semi-Device-Independent QRNG with an Integrated Heterodyne Receiver

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.23231v1
• Date: Mon, 22 Jun 2026 12:18:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-24 23:10:20.986162
• Title: Efficient Energy-Constrained Semi-Device-Independent QRNG with an Integrated Heterodyne Receiver
• Title（参考訳）: ヘテロダイン受信器を用いた高効率エネルギー制約半デバイス非依存QRNG
• Authors: Mattia Sabatini, Carles Roch i Carceller, Tommaso Bertapelle, Andrea Peri, Giulio Gualandi, Matías Rubén Bolaños, Yoann Piétri, Giacomo Corrielli, Paolo Villoresi, Giuseppe Vallone, Roberto Osellame, Armin Tavakoli, Marco Avesani,
• Abstract要約: 半デバイス非依存のQRNGフレームワーク内で量子乱数生成器を実験的に実証する。 我々は、連続可変半デバイス非依存QRNGにおいて、これまで報告された最高値である0.223ビットを認証する。
• 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: Semi-device-independent QRNG frameworks represent a particularly attractive approach, combining strong security guarantees with high randomness generation rates while relying only on reduced and practical physical assumptions. A recently proposed approach based on photon-number constraints is particularly suited to photonic implementations, where these assumptions can be easily assessed experimentally. Here, we experimentally demonstrate a quantum random number generator within this framework, enabling the direct computation of lower bounds on the certifiable Shannon entropy via semidefinite relaxation techniques. When combined with entropy accumulation methods, this approach enables finite-size randomness certification without assuming independent and identically distributed rounds. We realize the protocol using a four-state coherent-state constellation symmetrically distributed in phase space and measured by heterodyne detection, certifying 0.223 bit per measurement, which is the highest value reported to date for a continuous-variable semi-device-independent QRNG. The implementation combines a low-loss integrated photonic heterodyne receiver with a simple transmitter assembled from commercial components, providing a practical and high-speed architecture for semi-device-independent randomness generation.
• Abstract（参考訳）: 半デバイス非依存のQRNGフレームワークは特に魅力的なアプローチであり、強いセキュリティ保証と高いランダムネス生成率を組み合わせながら、小さく実用的な物理的仮定にのみ依存する。 最近提案された光子数制約に基づくアプローチは、これらの仮定を実験的に容易に評価できるフォトニック実装に特に適している。 ここでは、このフレームワーク内で量子乱数生成器を実験的に実証し、半有限緩和法により証明可能なシャノンエントロピー上の下界の直接計算を可能にする。 エントロピー蓄積法と組み合わせることで、独立なラウンドと同一のラウンドを仮定することなく、有限サイズのランダム性認証が可能になる。 位相空間に対称分布しヘテロダイン検出により測定された4状態コヒーレント・コンステレーションを用いてプロトコルを実現する。 この実装は、低損失集積フォトニックヘテロダイン受信機と商用コンポーネントから組み立てられた単純な送信機を組み合わせることで、半デバイス非依存のランダムネス生成のための実用的で高速なアーキテクチャを提供する。

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