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基于不完美单光子源的 23 Mbps 测量设备无关量子随机数生成

量子物理 2024-09-12 v1

摘要

量子随机性高度依赖于对生成器实现的准确表征,其中设备不完美或不准确的表征可能导致错误的熵估计和实际偏差,显著影响所生成随机性的可靠性。测量设备无关量子随机数生成(MDI-QRNG)旨在利用未被表征且不可信的测量设备来产生认证随机性,这些设备容易受到针对测量漏洞的诸多攻击。然而,现有实现表明性能不足。本文提出一种基于对单光子源不完美性的鲁棒测量测绘方法的高速 MDI-QRNG方案。与传统方法相比,引入了混乱状态方法以获得更准确的测绘结果和更紧密的随机性下界。最后,我们采用高速时脉编码系统,实验演示了该方案,获得了可靠的最小熵下界为 7.37×1027.37 \times 10^{-2} 比脉冲,对应生成速率超过 23 Mbps,显著优于现有实现,在离散变量半设备无关 QRNG 中实现了纪录。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.10023,
  title  = {Measurement-device-independent quantum random number generation over 23 Mbps with imperfect single-photon sources},
  author = {You-Qi Nie and Hongyi Zhou and Bing Bai and Qi Xu and Xiongfeng Ma and Jun Zhang and Jian-Wei Pan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10023},
  year   = {2024}
}

备注

20 pages, 9 figures, including appendixes. Accepted for publication in Quantum Science and Technology