由超光速信号不可能性认证的实验生成随机性
摘要
从骰子到现代复杂电路，人们进行了许多尝试来制造越来越好的随机数生成设备。如今，随机性对于安全和密码系统以及保护隐私至关重要。随机数生成器的一个关键挑战是难以确保其输出不可预测。对于基于物理过程（如噪声经典系统或基本量子测量）的随机数生成器，需要描述底层物理的详细模型来断言其不可预测性。这样的模型必须做出许多可能不成立的假设，从而损害设备的完整性。然而，可以利用量子非局域性现象，通过无漏洞贝尔测试来构建一个随机数生成器，该生成器可以产生任何仅受一般物理原理限制的对手都无法预测的输出。随着近年来的技术发展，现在可以进行这种无漏洞贝尔测试。在此，我们展示了从光子贝尔实验中获得的认证随机性，并提取了1024个均匀性在以内的随机比特。这些随机比特在任何禁止超光速信号并允许独立测量选择的物理理论中都是不可预测的。为了认证和量化随机性，我们描述了一种针对每次试验贝尔不等式违背率较低的设备进行优化的新协议。因此，我们利用一个从根本上挑战决定论概念的实验结果，构建了一个能够增加对随机源信任的系统。未来，基于无漏洞贝尔测试的随机数生成器可能在提高我们密码系统和基础设施的安全性与信任度方面发挥作用。
引用
@article{arxiv.1803.06219,
title = {Experimentally Generated Randomness Certified by the Impossibility of Superluminal Signals},
author = {Peter Bierhorst and Emanuel Knill and Scott Glancy and Yanbao Zhang and Alan Mink and Stephen Jordan and Andrea Rommal and Yi-Kai Liu and Bradley Christensen and Sae Woo Nam and Martin J. Stevens and Lynden K. Shalm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.06219},
year = {2018}
}
备注
Substantial overlap with arXiv:1702.05178. Compared to arXiv:1702.05178, the current manuscript reports new experimental results with experimental improvements described in a new Methods section. There are also some small adjustments to theory. A revised version of this manuscript has been accepted for publication in Nature