論文の概要: Randomness can be certified in energy-constrained semi-device-independent scenarios

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.27357v1
• Date: Thu, 27 Aug 2026 16:55:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-28 16:30:58.496922
• Title: Randomness can be certified in energy-constrained semi-device-independent scenarios
• Title（参考訳）: エネルギー制約付き半デバイス非依存シナリオにおけるランダム性証明
• Abstract要約: エネルギー制約に基づく準備と測定のフレームワークは、デバイスに依存しない量子暗号とデバイスに依存しない量子暗号の中間層を提供する。 近年の研究では、デバイス間の絡み合いを事前に分配する敵が、古典的な相関しか持たないデバイスよりも強力な攻撃をマウントできることが示されている。 完全量子対向が存在する場合においても、エネルギー制約されたSDIフレームワークでは、証明されたランダムネス生成が理論的に可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.393096585356369
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The prepare-and-measure framework based on energy constraints offers a practical middle ground between fully device-dependent and device-independent quantum cryptography. The only assumption on an otherwise uncharacterized prepare-and-measure device is that the energy of the prepared states is bounded. Existing security analyses of this framework assume that the preparation and measurement devices share at most classical correlations, and under this assumption certified lower bounds on the extractable randomness have been established. Recent work has shown that an adversary who pre-distributes entanglement between the devices can mount attacks that are strictly more powerful than those available when the devices share only classical correlations, reducing the extractable randomness below the previously certified rates. This leaves open the fundamental question of whether randomness can be certified at all in this scenario. We address this open question by constructing semidefinite programming relaxations of the guessing probability by adapting the Navascués-Pironio-Acín hierarchy to the energy-constrained setting where shared entanglement between the devices is permitted. Our relaxations yield certified lower bounds on the extractable randomness without enforcing any restrictions on the dimensions of the quantum state shared between the preparation and measurement devices. We show that these certified lower bounds are strictly positive for a range of energy values, thereby answering the open question affirmatively: certified randomness generation is theoretically possible in the energy-constrained SDI framework even in the presence of a fully quantum adversary.
• Abstract（参考訳）: エネルギー制約に基づく準備と測定のフレームワークは、完全なデバイス依存とデバイス依存の量子暗号の中間層を提供する。 さもなくば、不特性な準備・測定装置に対する唯一の仮定は、準備された状態のエネルギーが束縛されていることである。 このフレームワークの既存のセキュリティ分析では、ほとんどの古典的相関関係において準備と測定装置が共有されていると仮定し、この仮定の下では、抽出可能なランダム性に対する低い境界が確立されている。 近年の研究では、デバイス間の絡み合いを事前に分配する敵が、古典的相関のみを共有する場合に利用できる攻撃よりも厳格に強力な攻撃をマウントできることが示されている。 このことは、このシナリオでランダム性がまったく証明できないかどうかという根本的な疑問を解き放つ。 このオープンな問題に対して,Navascués-Pironio-Acín階層を,デバイス間の共有絡み合いが許容されるエネルギー制約された設定に適応させることにより,推測確率の半定プログラミング緩和を構築する。 我々の緩和は、準備と測定装置間で共有される量子状態の次元に制限を加えることなく、抽出可能なランダム性に対する証明された低い境界をもたらす。 これらの証明された下位境界は、エネルギー値の範囲に対して厳密に正であることを示し、それによって、オープンな疑問に肯定的に答える: 証明されたランダムネスの生成は、完全に量子的敵が存在する場合でも、エネルギー制約されたSDIフレームワークにおいて理論的に可能である。

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