論文の概要: Security Evaluation of Laser-Phase-Noise Quantum Random Number Generators with Intrinsic Correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.13521v1
• Date: Wed, 15 Jul 2026 07:19:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-16 16:39:12.681539
• Title: Security Evaluation of Laser-Phase-Noise Quantum Random Number Generators with Intrinsic Correlations
• Title（参考訳）: 固有相関を考慮したレーザー位相雑音量子乱数発生器のセキュリティ評価
• Abstract要約: その結果,本態性相関を無視すると,抽出可能なランダム性が約46%過大評価されることがわかった。 この研究は、厳密なセキュリティ分析を伴うコンパクトで高性能な量子乱数生成器を設計するための貴重な理論フレームワークを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.43362240155295567
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum random number generators are essential for achieving information-theoretical security in modern cryptographic systems. Among various implementations, laser phase noise schemes are widely favored for their simple architecture and high integration potential. However, the intrinsic correlations in the raw data are often neglected, which violates the independent and identically distributed assumption and potentially compromises system security. In this work, we establish an analytical model of correlation and formulate an analytical expression for the conditional min-entropy in the presence of intrinsic correlations to accurately quantify the genuinely extractable randomness. The validity of our theoretical model is confirmed by numerical simulations and experimental results, exhibiting excellent agreement. Under typical setups it is shown that neglecting intrinsic correlations leads to an overestimation of extractable randomness by approximately 46%. This work provides a valuable theoretical framework for designing compact, high-performance quantum random number generators with rigorous security analysis.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器は、現代の暗号システムにおいて情報理論上のセキュリティを達成するために不可欠である。 様々な実装の中で、レーザー位相ノイズスキームは、その単純なアーキテクチャと高い積分ポテンシャルに広く好まれている。 しかし、生データの本質的な相関は無視されることが多く、これは独立的で同一に分散された仮定に反し、システムのセキュリティを損なう可能性がある。 そこで本研究では,本研究では,固有相関の存在下での条件最小エントロピーの相関解析モデルを構築し,真に抽出可能なランダム性を正確に定量化するために,条件最小エントロピーの解析式を定式化する。 本理論モデルの妥当性は数値シミュレーションと実験により確認され,良好な一致を示した。 典型的な設定では、固有相関を無視すると、抽出可能なランダム性はおよそ46%過大評価される。 この研究は、厳密なセキュリティ分析を伴うコンパクトで高性能な量子乱数生成器を設計するための貴重な理論フレームワークを提供する。

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