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噪声环境中的 ND-光子 QRNG

量子物理 2026-08-10 v1
作者: J. M. Agüero Trejo , Cristian S. Calude , O. C. Stoica
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摘要

标准伪随机数生成器的弱点促使了量子随机数生成器 (QRNG) 的发展。然而，常见的 QRNG 验证方法，无论是基于量子不确定性还是统计测试，都不足以保证高质量的随机性。相比之下，基于定域 Kochen-Specker 定理的数学理论证明了 3D QRNG 在不使用纠缠的情况下能产生最大不可预测的输出，且理论和实验均支持其安全性。本文聚焦于 3D QRNG 的实用光子实现，该实现比低温超导实现更易于部署。由于任何物理实现都受到各种测量误差的影响，因此在理论和实验上研究 3D QRNG 中误差的类型和作用非常重要。在本文中，我们将光子 3D QRNG 建模为一个开放量子系统，该系统由基于其组件保真度且具有一系列损耗的不完美分束器排列构成，我们将证明在特定条件下，该过程仍处于 Kochen-Specker 定理的范围内，从而保证了最大不可预测性。

关键词

量子随机数生成器 光子实现 Kochen-Specker 定理 开放量子系统 噪声环境 最大不可预测性

引用

@article{arxiv.2608.10053,
  title  = {ND-Photonic QRNGs in a Noisy Environment},
  author = {J. M. Agüero Trejo and Cristian S. Calude and O. C. Stoica},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2608.10053},
  year   = {2026}
}