論文の概要: Certified Randomness Generation against Quantum Adversaries via Energy Constraints

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.05766v1
• Date: Mon, 05 Oct 2026 04:11:53 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-10-06 21:24:25.62993
• Title: Certified Randomness Generation against Quantum Adversaries via Energy Constraints
• Title（参考訳）: エネルギー制約による量子アドバナに対する認証ランダムネス生成
• Abstract要約: 本研究では,物理的に動機づけられたエネルギー制約に依存する簡単なQRNGについて検討する。 我々の研究は、量子の場合においてミニエントロピーではなく、フォン・ノイマンエントロピーを扱うことが大きな改善をもたらすことを明らかにしている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: For quantum random number generators (QRNGs), strong security guarantees can be obtained under various assumptions. The most well-known assumptions are the non-signalling assumption (needed for device-independent (DI) QRNG) and post-quantum computational assumptions (needed for computationally bounded single-prover QRNG protocols). In this work, we study a third model: a simple prepare-and-measure QRNG whose security relies on physically motivated energy constraints. This physically motivated set-up allows for easier implementations of QRNGs and can supply better rates. So far, previous works that studied the energy-constrained model either assumed that the adversary is classical in their security proof or supplied relatively weak bounds on the certified randomness, by bounding the conditional min-entropy. In this work, we prove a new, essentially tight, lower bound on the single-round von Neumann entropy against adversaries holding both classical and quantum side-information. Our work reveals that working with the von Neumann entropy, rather than the min-entropy, in the quantum case can lead to a major improvement, nearly matching the classical bound in many cases. We further study the robustness of our entropy bound. Since the single-round von Neumann entropy is the main quantity of interest when characterizing the key rate of QRNGs, our bound establishes the main ingredient for rigorous security proofs against general quantum attacks in this framework.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器(QRNG)では、様々な仮定の下で強力なセキュリティ保証が得られる。 最もよく知られた仮定は、非シグナリング仮定(デバイス非依存(DI)QRNG)とポスト量子計算仮定(計算的に有界なシングルプロップQRNGプロトコル)である。 本研究では,物理的に動機づけられたエネルギー制約にセキュリティが依存する,単純な準備・測定QRNGという第3のモデルについて検討する。 この物理的に動機付けられたセットアップはQRNGの実装を容易にし、より良いレートを提供できる。 これまでのところ、エネルギー制約モデルを研究する以前の研究は、敵は彼らのセキュリティ証明において古典的であるか、条件付きミンエントロピーを束縛することによって、証明されたランダム性に関する比較的弱い境界を供給していると仮定していた。 本研究では,古典的側情報と量子的側情報の両方を持つ敵に対して,単一ラウンドのフォン・ノイマンエントロピー上の新しい,本質的にはきつく,低い境界を証明した。 我々の研究は、量子の場合において、ミニエントロピーではなく、フォン・ノイマンエントロピー(英語版)を扱うことが、古典的境界にほぼ一致するような大きな改善をもたらすことを明らかにしている。 エントロピー境界のロバスト性をさらに研究する。 単一ラウンドのフォン・ノイマンエントロピーはQRNGの鍵レートを特徴づける際の主要な関心量であるため、この枠組みにおける一般量子攻撃に対する厳密なセキュリティ証明の主要因となる。

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