論文の概要: Quantum random number generation using spatial quantum noise of light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.26486v1
• Date: Wed, 29 Jul 2026 05:28:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-30 21:06:25.547301
• Title: Quantum random number generation using spatial quantum noise of light
• Title（参考訳）: 光の空間量子ノイズを用いた量子乱数生成
• Abstract要約: 本稿では,電子増倍型電荷結合装置によって得られた量子ゆらぎの空間分布を利用したロバストな量子乱数生成器を提案する。 生成されたシーケンスは、NIST SP 800-22とMarsaglia Diehard統計テストスイートを通った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.250447394340709
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Generating high-speed, verifiable random numbers is a fundamental requirement for cryptography, large-scale stochastic simulations, and secure quantum communication. Here, we present a robust quantum random number generator that utilizes the spatial distribution of quantum fluctuations captured by an electron-multiplying charge-coupled device operated in high-speed kinetic mode. Through rigorous detector calibration and shot-noise analysis, we characterize the spatial quantum noise obtained from the spatial intensity fluctuations of the coherent states of light. Such quantum noise serves as a high-entropy source, enabling an instantaneous random bit generation rate of 5.92 Gbps without algorithmic randomness extraction in the present configuration. The sustained output rate is, however, limited to 7.5 Mbps by the bandwidth of the serial electronic readout. The generated sequences successfully pass the NIST SP 800-22 and Marsaglia Diehard statistical test suites, confirming the high quality and unpredictability of the entropy source.
• Abstract（参考訳）: 高速で検証可能な乱数を生成することは、暗号、大規模確率シミュレーション、セキュアな量子通信の基本的な要件である。 本稿では,高速な運動モードで動作する電子増倍型電荷結合装置によって得られた量子ゆらぎの空間分布を利用する,ロバストな量子乱数生成器を提案する。 厳密な検出器キャリブレーションとショットノイズ解析により,光のコヒーレント状態の空間強度変動から得られる空間量子ノイズを特徴付ける。 このような量子ノイズは高エントロピー源として機能し、現在の構成ではアルゴリズム的ランダム性抽出なしで5.92Gbpsの瞬時ランダムビット発生率を実現する。 しかし、持続出力レートはシリアル電子リードアウトの帯域幅によって7.5Mbpsに制限される。 生成されたシーケンスは、NIST SP 800-22とMarsaglia Diehard統計テストスイートをパスし、エントロピー源の高品質と予測不可能性を確認することに成功した。

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