論文の概要: Nonuniform Time-bins for Making Raw QRNG Outputs Uniform

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.08096v1
• Date: Thu, 05 Nov 2026 14:40:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-07 04:55:13.543447
• Title: Nonuniform Time-bins for Making Raw QRNG Outputs Uniform
• Title（参考訳）: 生QRNG出力の一様化のための不均一時間ビン
• Abstract要約: 標準コヒーレント光子源を用いて均一に分布する乱数を生成するQRNGモデルを提案する。 提案手法は推定光子時間モデルに基づいて出力確率を解析的に等化する。 本手法は実光子検出タイムスタンプを用いて評価し,その統計的性能を従来の均一時間ビンニングと比較した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.530759252061682
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Random numbers play a vital role in scientific simulations and cryptography. Both randomness and security are critical requirements for random number generators (RNGs). However, classical RNGs often rely on mathematical assumptions that can compromise security, while quantum RNGs (QRNGs) face challenges, including non-uniform output due to the lack of specialized single-photon sources. In this work, we propose a QRNG model that generates uniformly distributed random numbers using a standard coherent photon source, without requiring heavy attenuation or post-processing. Although the raw data is theoretically free of bias, post-processing, if any, may be required to suppress any classical noise and device imperfections. The proposed method analytically equalizes the output probabilities under the assumed photon-arrival-time model, potentially reducing the need for heavy attenuation and post-processing to correct binning bias. We evaluate the method using real photon-detection timestamps and compare its statistical performance with conventional uniform time binning using the NIST, Dieharder, and ENT test suites. The results demonstrate improved statistical performance for the proposed binning scheme under the tested conditions.
• Abstract（参考訳）: ランダム数は科学シミュレーションや暗号において重要な役割を果たす。 ランダム性とセキュリティは、乱数生成器(RNG)にとって重要な要件である。 しかし、古典的なRNGはセキュリティを損なうような数学的仮定に依存し、一方、QRNG(quantum RNG)は特殊な単一光子源が欠如しているため、一様ではない出力を含む課題に直面している。 本研究では,高減衰や後処理を必要とせず,標準コヒーレントな光子源を用いて均一に分散した乱数を生成するQRNGモデルを提案する。 生データは理論的にはバイアスがないが、後処理は古典的なノイズや装置の欠陥を抑えるために必要となる可能性がある。 提案手法は, 推定光子時間モデル下での出力確率を解析的に等しくし, 重み付けバイアスを補正するための重み付けおよび後処理の必要性を低減させる可能性がある。 本手法は実光子検出タイムスタンプを用いて評価し,NIST,Dieharder,ENTテストスイートを用いた従来の均一時間ビンニングと比較した。 その結果,試験条件下でのビンニング方式の統計的性能が向上した。

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