用于量子随机数生成的集成微分轨道同态检测
量子物理
2024-12-04 v1
摘要
本文提出一种基于新型微分放大器配置的单程量子随机数生成（QRNG）方法，用于共轭同态检测。我们利用分离的集成光子学与集成模拟电路平台，提供一种替代性的QRNG方法。该方法利用由平方共轭轨道分布之和导出的可观测量 ，与传统单轨道方法进行比较。通过该方法，我们报告了本同态检测系统的平噪声清除度（SNC）为 25.6 dB，常见模式消除比（CMRR）为 69 dB。我们使用多种设计工具对系统进行建模与预测，并将结果与实际测量值进行比较。我们的QRNG系统实现包括一个 90° 光学混合器、双路微分电流至电压转换放大器（TIA），以及用于实时后处理以产生均匀随机比特流的现场可编程门阵列（FPGA）。随机性提取采用 Toeplitz 哈希算法实现，并通过美国国家标准与技术研究院（NIST）随机性测试套件进行验证。
引用
@article{arxiv.2412.02077,
title = {Integrated Differential Conjugate Homodyne Detection for Quantum Random Number Generation},
author = {Christian Carver and Jared Marchant and Benjamin Fisher and Nicholas Townsend and Tyler Stowell and Austin Barlow and Benjamin Arnesen and Shiuh-Hua Wood Chiang and Ryan M. Camacho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.02077},
year = {2024}
}
备注
8 pages + appendix. 10 figures + 2 tables