論文の概要: Metasurface quantum graphs for polarization-independent certified randomness

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.16286v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 07:12:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-19 06:42:29.55477
• Title: Metasurface quantum graphs for polarization-independent certified randomness
• Title（参考訳）: 偏光独立性証明ランダムネスのための準曲面量子グラフ
• Abstract要約: 量子乱数生成器は情報セキュリティに不可欠であるが、既存の実装は、大まかな光学、デバイス不完全性、状態整合性の制約によって妨げられている。 ここでは、コンパクトな準曲面プラットフォームを用いて、定量量子グラフフレームワークを確立することにより、偏光非依存の証明ランダム性を実現する。 結果として得られるグラフ認証測定は、複雑な光学を使わずに絡み合った攻撃でも頑健な私的ランダム性をもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4611713960282935
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum random number generators are crucial for information security, yet existing implementations are hindered by bulky optics, device imperfections, and state alignment constraints. Here, using a compact metasurface platform, we achieve polarization-independent certified randomness by establishing a quantitative quantum graph framework. By mapping multi-channel nanophotonic responses onto graph vertices, we assign metasurface measurements an operational information-theoretic meaning, directly connecting weighted graph degrees to conditional min-entropy estimation. The resulting graph-certified measurements yield robust private randomness even under entanglement-based attacks without complex optics. Experimentally, we fabricate 4- and 6-channel dielectric metasurfaces to implement high-dimensional positive operator-valued measure graphs, successfully certifying randomness with heralded single photons and Poissonian light. By integrating complex quantum measurements into a single passive layer, our metasurface quantum graphs provide a scalable route for integrated quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 量子乱数生成器は情報セキュリティに不可欠であるが、既存の実装は、大まかな光学、デバイス不完全性、状態整合性の制約によって妨げられている。 ここでは、コンパクトな準曲面プラットフォームを用いて、定量量子グラフフレームワークを確立することにより、偏光非依存の証明ランダム性を実現する。 マルチチャネルナノフォトニック応答をグラフ頂点にマッピングすることにより、準曲面計測を操作情報理論的意味として割り当て、重み付きグラフ度を条件最小エントロピー推定に直接接続する。 結果として得られるグラフ認証測定は、複雑な光学を使わずに絡み合った攻撃でも頑健な私的ランダム性をもたらす。 実験により,4チャネルおよび6チャネルの誘電体準曲面を作製し,高次元正の演算子値測定グラフを実装した。 複雑な量子測定を単一の受動的層に統合することにより、我々の準曲面量子グラフは、統合された量子技術のためのスケーラブルな経路を提供する。

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