論文の概要: Quantum random-number generator with non-demolition measurements: semi-device-independent implementation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27025v2
• Date: Thu, 06 Aug 2026 12:46:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-07 17:43:06.603763
• Title: Quantum random-number generator with non-demolition measurements: semi-device-independent implementation
• Title（参考訳）: 非劣化測定による量子乱数生成:半デバイス非依存実装
• Abstract要約: 本稿では, 3部量子システムに基づく新しい量子乱数生成器を提案し, 解析する。 1つの検出器は、システムの進化における真の量子効果の存在を証明するために使用される。 2つ目は、エントロピーを最大化するために最適化できる分布から乱数を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose and analyze a novel quantum random-number generator based on a tripartite quantum system in which two subsystems act as detectors. Within a quantum non-demolition measurement scheme, one detector is used to certify the presence of genuine quantum effects in the system's evolution, while the second generates random numbers from a distribution that can be optimized to maximize their entropy. Using one two-level system and two three-level systems, we generate random numbers from a nearly uniform three-outcome distribution, yielding close-to-maximal entropy and therefore near-optimal randomness generation. A key feature of the protocol is that randomness generation and certification occur simultaneously. Moreover, certification does not rely on spacelike separation between detectors, removing a major constraint of device-independent approaches. This property enables practical implementation and facilitates the miniaturization of the device, making the protocol a promising candidate for scalable quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,2つのサブシステムが検出器として機能する三部量子系に基づく新しい量子乱数生成器を提案し,解析する。 量子非破壊測定スキーム内では、1つの検出器がシステムの進化における真の量子効果の存在を証明し、もう1つはエントロピーを最大化するために最適化できる分布から乱数を生成する。 1つの2レベルシステムと2つの3レベルシステムを用いて、ほぼ均一な3段階のアウトカム分布から乱数を生成し、近似エントロピーと近似最適ランダムネスを生成する。 このプロトコルの重要な特徴は、ランダムネスの生成と認証が同時に行われることである。 さらに、認証は検出器間の空間的な分離に依存しておらず、デバイスに依存しないアプローチの大きな制約を取り除く。 この特性により、実用的な実装が可能となり、デバイスの小型化が容易になり、このプロトコルはスケーラブルな量子技術の候補となる。

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