Certified quantum random number generator based on single-photon entanglement
量子纠缠是保证随机数安全性的理想资源，在许多科学和密码学应用中被采用。然而，基于纠缠的认证随机数生成器的实现特别具有挑战性。在这里，我们证明了一个新的认证的量子随机数发生器的基础上的动量偏振纠缠单光子态。单光子纠缠的使用允许采用衰减的激光源和仅利用线性光学部件的简单设置。对于后者，半设备无关的建模的光子量子随机数发生器的开发，证明了最小熵的$(2.5\pm 0.5)\%$，对应于4.4 kHz的生成速率。以系统中的更高信任级别为代价，经认证的最小熵可以增加到$(30.1 \pm0.5 )\%$，这意味着52.7 kHz的生成速率。我们的研究结果表明，一个简单的光学实现与准确的建模相结合，提供了一个基于纠缠的高安全性的量子随机数发生器使用不完美的设备。
2021-09-17 physics.optics quant-ph
Certified randomness in quantum physics
随机性的概念在许多学科中起着重要的作用。一方面，随机过程是否存在的问题是我们理解自然的基础。另一方面，随机性是密码学、算法和模拟的资源。产生随机性的标准方法依赖于对设备的假设，这些假设在实践中很难满足。然而，量子技术允许使用新方法来生成经过验证的随机性。这些方法被称为设备无关的，因为不依赖于设备的任何建模。在这里，我们回顾的努力和挑战，设计设备无关的随机发生器。
2017-08-01 quant-ph
Quantum Randomness Certified by the Uncertainty Principle
我们提出了一种有效的方法来提取量子随机数发生器（QRNG）可以获得的真实随机性。通过重复量子系统的测量和在两个相互无偏的基之间交换，可以评估可实现的真实随机性的下限。由于互补测量的不确定原理适用于最小和最大熵的约束。我们用两个不同的QRNG测试了我们的方法，使用了量子位或量子数的训练，展示了对实际应用的可扩展性。
2014-12-22 quant-ph
Single system based generation of certified randomness using Leggett-Garg inequality
本研究提出并实验验证了基于Leggett-Garg不等式违背的半设备无关量子随机数生成安全方案，在无漏洞光子架构中生成9,19,118个真随机比特，为单系统可靠随机数生成开辟新路径。
2024-07-12 quant-ph
Classical probabilistic realization of "Random Numbers Certified by Bell's Theorem"
我们质疑普遍接受的说法，即贝尔定理证明的随机数具有某种特殊的随机性，也就是说，量子随机性或内在随机性。我们表明，这样的数字可以很容易地产生的经典随机发生器。
2015-01-15 math.PR quant-ph
Experimentally Generated Randomness Certified by the Impossibility of Superluminal Signals
从骰子到现代复杂的电路，已经有许多尝试来构建越来越好的设备来生成随机数。今天，随机性是安全和密码系统的基础，也是保护隐私的基础。随机数生成器的一个关键挑战是，很难确保它们的输出是不可预测的。对于一个基于物理过程的随机数发生器，比如一个有噪声的经典系统或一个基本的量子测量，需要一个描述底层物理的详细模型来断言不可预测性。这种模型必须做出许多可能无效的假设，从而损害设备的完整性。然而，可以利用量子非定域性现象和无漏洞的贝尔测试来构建一个随机数发生器，该发生器可以产生对任何仅受一般物理原理限制的对手不可预测的输出。随着最近的技术发展，现在可以进行这种无漏洞的贝尔测试。在这里，我们提出了认证的随机性从光子贝尔实验和提取均匀的$10^{-12}$内的1024随机位。在任何禁止超光速信号并允许人们做出独立测量选择的物理理论中，这些随机比特都无法预测。为了验证和量化的随机性，我们描述了一个新的协议，其特征在于由一个低的每次审判违反贝尔不等式的设备进行了优化。因此，我们招募了一个实验结果，从根本上挑战了决定论的概念，建立了一个系统，可以增加对随机来源的信任。在未来，基于无漏洞Bell测试的随机数生成器可能会在提高我们的加密系统和基础设施的安全性和信任度方面发挥作用。
2018-02-22 quant-ph
Experimentally Generated Random Numbers Certified by the Impossibility of Superluminal Signaling
随机数是数值模拟和保密通信等应用的重要资源。然而，很难证明物理随机数发生器是否真的不可预测。在这里，我们利用量子非局域性的现象，在一个无环孔的光子贝尔测试实验中产生的随机性，不能在任何物理理论，允许一个独立的测量选择，并禁止超光速信号预测。为了验证和量化的随机性，我们描述了一个新的协议，表现良好的实验制度，其特征在于低违反贝尔不等式。对我们的数据应用提取器函数，我们获得了256个新的随机位，均匀到0.001以内。
2017-02-16 quant-ph
Random Numbers Certified by Bell's Theorem
随机性是自然界的一个基本特征，也是从密码学和赌博到物理和生物系统数值模拟等应用的宝贵资源。然而，随机数很难用数学来描述，它们的产生必须依赖于一个不可预测的物理过程。此类过程的理论建模不准确或设备故障（可能是由于对抗性攻击造成的）以难以控制和检测的方式限制了随机数生成器的可靠性。在这里，受到早期工作的启发，非局域性的和设备无关的量子信息处理，我们表明，纠缠量子粒子的非局域相关性可以用来证明真正的随机性的存在。因此，可以设计一种新型的密码安全随机数发生器，其不需要对设备的内部工作进行任何假设。这种强形式的随机性产生在经典上是不可能的，而在量子系统中只有通过贝尔不等式违反来证明才是可能的。我们在一个由两个纠缠原子组成的系统中对这一提议进行了概念验证，该系统相距约1米。观察到的贝尔不等式违反，具有近乎完美的检测效率，保证42个新的随机数产生99%的信心。我们的研究结果奠定了基础，为未来的设备无关的量子信息实验和解决的内在随机性的量子理论提出的基本问题。
2010-10-19 quant-ph
Fisher Glasses: Tail-Certified Quantum Metrology in Quenched Environments
School of Engineering, Institute of Science Tokyo（东京科学大学工程学院）
针对淬火传感器中慢环境变量导致的认证失效问题，提出尾认证信息方法，通过逆上尾损失定义淬火尾认证信息，并揭示Fisher零可积性转变，在浅NV中心实验中实现近三个数量级的认证信息提升。
2026-07-02 quant-ph
Certified Random Number Generation from Quantum Steering
最终的随机数生成器是那些被证明是不可预测的-包括对手。使用简单的量子过程有望提供任何物理观察者都无法预测的数字，但在实践中，不必要的噪声和不完美的设备可能会损害基本的随机性和协议安全性。已经开发了认证的随机性协议，该协议通过利用非局部性来消除对设备中的信任的需要。在这里，我们使用光子平台来实现我们的协议，该协议在量子转向场景中运行，其中可以在单侧设备独立框架中验证随机性。我们展示了一种基于转向的公共或私人随机性生成器的方法，以及第一代经过认证的随机位，在转向方案中关闭了检测漏洞。
2021-11-18 cs.CR physics.optics quant-ph
Certified Quantum Random Numbers from Untrusted Light
量子理论的一个显著方面是，某些测量结果对所有可能的观察者来说是完全不可预测的。这样的量子事件可以被利用来产生数字，其随机性是基于潜在的物理过程来断言的。我们正式介绍，设计和实验证明了一个超快的光量子随机数发生器，使用一个完全不可信的光子源。在考虑完全一般的量子攻击的同时，我们以$8.05\,$ Gb/s的速率实时验证和生成随机数，并具有严格的安全参数$10^{-10}$。我们的安全证明是完全可组合的，从而允许生成的随机性用于密码学及其他领域的任意应用。据我们所知，这代表了有史以来报道的最快的可组合安全量子随机数来源。
2020-08-18 quant-ph
Modulator-free, self-testing quantum random number generator
本研究提出一种无调制器的实用自测试量子随机数发生器，能在不可信测量设备和部分表征源的条件下实时验证装置运行，实验产生了450kbps的认证随机比特率。
2025-07-16 quant-ph
Generation of quantum-certified random numbers using on-chip path-entangled single photons from an LED
本文利用商用红色LED和光子集成芯片生成并操控单光子路径纠缠态，通过CHSH贝尔测试验证纠缠，并基于贝尔不等式违背实现半设备无关的量子随机数发生器，展示了33%的最小熵。
2023-03-27 quant-ph
Practical self-testing quantum random number generator based on an energy bound
我们提出了一个自测试量子随机数发生器的方案。与完全独立于设备的模型相比，我们的方案需要一个额外的自然假设，即每个信号的平均能量是有界的。该方案是自测试的，因为它允许用户实时验证设置的正确功能，从而保证连续生成经认证的随机位。基于测量和测量设置，我们的方案是实用的，我们只使用现成的光学元件来实现它。随机生成速率为1.25 Mbits/s，与商业解决方案相当。总体而言，我们认为，该计划实现了所需的假设，易于实现和性能之间的一个有前途的权衡。
2019-04-11 quant-ph
Certified Randomness Generation against Quantum Adversaries via Energy Constraints
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；LMU Munich（慕尼黑大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究提出一种基于能量约束的制备-测量QRNG，证明单轮冯·诺依曼熵的紧下界，显著提升认证随机性生成的安全性与速率。
2026-10-06 quant-ph
Experimental Low-Latency Device-Independent Quantum Randomness
随机性的应用，如私钥生成和公共随机性信标，需要小块的认证随机位的需求。设备无关的量子随机数发生器可以产生这样的随机比特，但是现有的量子证明协议和无漏洞实现具有高延迟，需要许多小时来产生任何随机比特。我们证明了设备无关的量子随机性生成从一个无漏洞的贝尔测试与更有效的量子证明协议，获得多个块的$512$位的平均实验时间小于$5$分钟每块，并与认证的误差由$2^{-64}\approx 5.42\times 10^{-20}$界定。
2019-12-24 quant-ph
Security Analysis and Improvement of Source Independent Quantum Random Number Generators with Imperfect Devices
量子随机数发生器（QRNG）作为一种真正的随机性源在许多应用中是必不可少的，如数字模拟和密码学。近年来，一种源无关的量子随机数发生器（SI-QRNG）已经被实现，它可以在源不可信的情况下产生安全的随机数。然而，SI-QRNG中使用的可信但不完美的设备的测量漏洞尚未被充分挖掘，这将导致安全问题，特别是在高速系统中。在这里，我们指出和评估的安全漏洞，实际不完善的测量设备在SI-QRNG。通过重新计算条件最小熵和增加监控器，提出了相应的对策。此外，通过考虑有限尺寸效应，我们表明，后脉冲的影响可以超过有限尺寸效应与大量的采样轮。该协议简单有效，提高了SI-QRNG在实际应用中的安全性以及与高速测量设备的兼容性，为构建超高速、安全认证的商用SI-QRNG系统奠定了基础。
2021-01-12 quant-ph
Metasurface quantum graphs for polarization-independent certified randomness
State Key Laboratory of Optical Quantum Materials, University of Hong Kong（光学量子材料国家重点实验室，香港大学）；Department of Electrical & Electronic Engineering, The University of Hong Kong（电子电气工程学系，香港大学）；Materials Innovation Institute for Life Sciences and Energy (MILES), HKU-SIRI, Shenzhen（生命科学与能源材料创新研究所（MILES），港大-西丽研究院，深圳）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Great Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文提出超表面量子图框架，利用紧凑超表面实现偏振无关可认证随机数，实验制备4、6通道介质超表面完成高维POVM图，为集成量子技术提供可扩展途径。
2026-10-14 physics.optics quant-ph
Partial Loopholes Free Device Independent Quantum Random Number Generator Using IBM's Quantum Computers
本文利用 IBM 云端量子计算机违背 CHSH 不等式，提出并实验验证一种尽可能封堵漏洞的设备无关量子随机数生成方案。
2023-09-26 quant-ph
Certified-Everlasting Quantum NIZK Proofs
Portland State University（波特兰州立大学）
该研究提出了一种基于LWE假设的具有认证永恒性的量子非交互式零知识证明，解决了CRS模型中CE-NIZK的障碍，并在共享EPR模型中实现了基于统计绑定隐藏位生成器的构造。
2026-09-09 cs.CR quant-ph
Simple source device-independent continuous-variable quantum random number generator
相位随机化光学零差检测是用于执行量子态层析成像的公知技术。到目前为止，它主要被认为是一种用于实验室实验的复杂工具，但不适合实际应用。在这项工作中，我们改变的角度，并采用这种技术来建立一个实用的连续变量量子随机数发生器。我们利用一个相位随机本地振荡器实现的增益开关激光约束的最小熵和提取真正的随机性从一个完全未表征的输入，可能由恶意的对手控制。我们的原理验证实现实现了270 Mbit/s的等效速率。与其他源设备无关的量子随机数发生器相比，本文提出的量子随机数发生器不需要额外的有源光学组件，因此代表了未来紧凑的、无调制器的、经认证的随机性发生器的可行解决方案。
2019-07-17 physics.optics quant-ph
Device-independent, megabit-rate quantum random number generator with beam-splitter-free architecture and live Bell test certification
本研究提出一种无分束器的高比特速率设备无关量子随机数发生器，通过三纠缠光子源同步实现比特生成与贝尔测试认证，速率达1.8 Mbps且通过全部随机性测试，适用于实际场景。
2025-03-22 quant-ph
Using Randomness to decide among Locality, Realism and Ergodicity
无漏洞的实验已经证明，当观察到违反贝尔不等式时，三个特征中至少有一个是假的：局部性、实在性或（鲜为人知的）遍历性。有人提出了一个实验来找出，或者至少得到一个指示，哪一个是错误的。它是基于记录一系列结果的速率的时间演化，这些结果在脉冲贝尔装置中被发现不是随机的。这样的实验结果不仅对量子力学的基础很重要。因为，即使基本问题尚未完全解决，它们也会对量子认证随机数发生器的有效使用和使用纠缠态的量子密钥分发的安全性产生直接的实际影响。
2021-03-07 quant-ph
Source-independent quantum random number generation
量子随机数发生器可以利用量子力学的基本原理提供真正的随机性。一般来说，一个物理发生器包含两个部分-一个随机性源和它的读出器。随机数的来源对产生的随机数的质量至关重要;因此，它需要仔细校准和建模，以实现信息理论可证明的随机性。然而，在实践中，源是复杂的物理系统，例如光源或原子系综，并且现实生活中的实现与理论模型的任何偏差都可能影响输出的随机性。为了缩小这一差距，我们提出了一个源独立的量子随机数生成方案，其中输出的随机性可以被证明，即使当源是未表征和不可信的。在我们的随机性分析中，我们对源的维度没有任何假设。例如，在光学实现中允许多光子发射。我们的分析考虑到有限密钥的组合安全定义的影响。在大数据量的限制下，输入随机种子的长度与输出随机比特的长度相比呈指数小。此外，通过对量子密钥分发系统的改进，我们对我们的方案进行了实验验证，并获得了超过$5\times 10^3$ bit/s的随机数生成速率。
2016-02-27 quant-ph
Device Independent Random Number Generation
随机性是当今生活中的一种宝贵资源，其广泛用途从数值模拟到随机算法再到密码学。然而，在经典水平上，没有真正的随机性是可用的，甚至在测量设置中使用简单的量子器件也缺乏稳定性和可控性。这就产生了一组量子协议，它们提供了通过经典统计测试验证的随机性--设备无关的量子随机数发生器。在本文中，我们回顾了这一领域中最相关的结果，它允许在量子器件的帮助下产生几乎完美的随机性，并辅以任意弱的额外随机性源。事实上，这是人们所能希望达到的最好结果，因为没有初始随机性（对应于另一个概念中的自由意志），即使是量子世界也会有完全确定性的描述。
2015-02-23 quant-ph
Semi-device-independent quantum randomness certification in semiconductor spin-noise measurements
School of Physical and Chemical Sciences, Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院物理与化学科学学院）；Experimentelle Physik 2, Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学第二物理系）
本研究通过半设备无关协议认证半导体自旋噪声的量子随机性，无需微观模型，利用半定规划获得高熵率，较早期方法提升两个数量级。
2026-09-10 quant-ph
Traceable random numbers from a nonlocal quantum advantage
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Joint Quantum Institute（联合量子研究所）；University of Maryland（马里兰大学）；Center for Quantum Information and Control, University of New Mexico（新墨西哥大学量子信息与控制中心）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Quside Technologies（Quside 科技公司）
本研究提出了一种基于设备无关技术的可追溯随机数生成协议，利用非本地量子相关性生成可验证的随机数，并通过分布式纠缠哈希链确保过程的可追溯性和安全性。
2024-11-08 cs.CR quant-ph
Experimentally Probing the Algorithmic Randomness and Incomputability of Quantum Randomness
量子随机数发生器（QRNG）相对于伪随机数发生器（PRNG）的优势通常归因于量子测量的性质。这通常被视为暗示了由QRNG生成的比特序列本身的优越性，尽管缺乏实证测试支持这一点。尽管如此，人们可能期望QRNG生成的比特序列具有伪随机序列所不具有的属性;实际上，伪随机序列必然是可计算的，这是序列的一个高度非典型属性。在本文中，我们讨论了QRNG和PRNG之间的差异，以及在理论上证明QRNG的质量和实验测试其输出所面临的挑战。虽然QRNG通常使用标准的统计测试套件进行测试，但这些测试是为PRNG设计的，并且仅验证QRNG的统计特性，但对QRNG的许多假定优点不敏感。我们讨论的能力，以测试的不可计算性和算法的复杂性QRNG。虽然这些属性不能直接验证的肯定性，我们展示了如何可以构建间接测试，可以提供证据的不可计算的QRNG。我们使用这些测试来比较各种PRNG的QRNG，基于超导transmon qutrits和认证的Kochen-Specker定理，看看这样的证据是否可以在实践中找到。虽然我们的测试未能观察到量子随机序列由于算法特性的强大优势，但结果仍然是信息丰富的：一些测试结果是模糊的，需要进一步研究，而另一些则突出了可以指导未来算法随机性和不可计算性测试的发展的困难。
2018-10-29 quant-ph
High speed self-testing quantum random number generation without detection loophole
量子力学提供了产生真正随机性的方法，而这种随机性在确定性经典过程中是不可能的。值得注意的是，随机性的不可预测性可以以独立于实现设备的自测试方式进行认证。在这里，我们提出了一个实验演示的自测试量子随机数产生的基础上检测漏洞免费贝尔测试与纠缠光子。在随机性分析中，在没有独立同分布假设的情况下，我们考虑了攻击者对量子攻击者发起最强攻击的最坏情况。在考虑统计波动并应用80 Gb $\times$ 45.6 Mb Toeplitz矩阵散列之后，我们实现了114位/秒的最终随机比特率，故障概率小于$10^{-5}$。这种自测试随机数发生器标志着在密码学和基础物理测试中的实际应用迈出了关键的一步。
2017-09-20 quant-ph
Practical Semi-Device Independent Randomness Generation Based on Quantum State's Indistinguishability
半设备无关（Semi-DI）量子随机数发生器（QRNG）在安全应用中获得了关注，在安全性和生成速率之间提供了良好的权衡。本文提出了一种基于测量和测量方案的原理证明时间元编码半DI QRNG实验。该协议需要两个简单的假设和一个可测量的条件：准备脉冲能量的上限。我们从能量界和输入输出相关性中降低条件最小熵，确定可以被证明的真正随机性的数量。此外，我们提出了一个广义的优化问题的边界的最小熵的情况下，多输入和结果的半定规划（SDP）的形式。该协议进行了测试，一个简单的实验设置，能够实现两种配置的三进制时间仓编码方案。实验装置易于实施，包括电信波长的商用现成（COTS）组件，提供安全和可认证的熵源。易于实现，可扩展性，高安全级别和输出熵的组合使我们的系统成为商业QRNG的一个有前途的候选人。
2021-05-04 quant-ph
Fully passive quantum random number generation with untrusted light
本文提出一种无需可信光源且不要求理想平衡分束器的源设备无关量子随机数生成协议，在宽分束比范围内实现0.347 Gbps实时生成速率，并验证了其抗攻击能力与自测试特性。
2025-05-01 quant-ph
Measurement-device-independent quantum random number generation over 23 Mbps with imperfect single-photon sources
针对测量设备无关量子随机数生成现有实现性能不足的问题，提出引入诱骗态的鲁棒测量层析成像高速方案，经实验验证生成速率超23 Mbps，创离散变量半设备无关QRNG纪录。
2024-03-15 quant-ph
Statistical Invisibility of a Physical Attack on QRNGs After Randomness Extraction
本文揭示 QRNG 中随机性提取会掩盖物理层攻击，并通过 ASE 器件的电源纹波攻击实验与相位噪声 QRNG 理论分析证明统计输出验证不足以保证安全。
2025-09-01 quant-ph
Quantum random number generation based on a perovskite light emitting diode
钙钛矿发光二极管（PeLED）的最新发展具有革命性的光通信和照明设备领域的潜力，由于它们的制造简单和突出的光学特性。在这里，我们通过展示高度安全的量子随机数发生器（QRNG）首次证明了PeLED也可以用于量子技术领域。证明其隐私的现代QRNG被提出来取代在诸如加密和赌博的应用中广泛采用的伪和真经典随机数生成器，因此，需要便宜、快速并且具有集成能力。使用一个紧凑的金属卤化物PeLED源，我们产生的随机数，这是经过认证的是安全的对窃听者，以下的量子测量设备无关的情况。所获得的超过10 Mbit s $^{-1}$的随机数生成速率，已经可以与实际商用设备相媲美，这表明PeLED可以作为量子信息任务的高质量光源，从而为量子技术的未来发展铺平道路。最后，我们认为，与固态器件相比，更简单的PeLED制造工艺可能会对环境产生很大的影响，因为量子技术系统的大规模生产可能会降低碳足迹。
2022-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Experimental measurement-device-independent quantum random number generation
量子随机数发生器（QRNG）的随机性依赖于其器件的准确表征。然而，器件的缺陷和不准确的表征会导致错误的熵估计和偏差，严重影响真正的随机性产生，在极端情况下甚至会导致量子随机性的消失。在这里，我们通过实验证明了一个测量设备无关（MDI）QRNG的基础上的时间仓编码，以实现认证的量子随机性，即使当测量设备是未表征和不可信的。MDI-QRNG在常规随机性生成模式和测试模式之间随机切换，在测试模式中，随机准备四个量子态以实时执行测量层析成像。在25 MHz的时钟速率下，MDI-QRNG生成5.7 Kbps的最终随机比特率。这种全光纤设置的实现方式提供了一种在实践中利用可信但易出错的设备构建完全集成的MDI-QRNG的方法。
2016-12-07 cs.CR quant-ph
Generation of Correlated Quantum Random Number Sequences with Bright Twin Beams
本研究利用铷原子蒸气中四波混频产生的明亮孪生光束，生成高关联量子随机数序列，通过强度差压缩验证量子性，并以6 Mbps速率产出通过NIST和TestU01检验的随机数，为量子密码和通信提供简便方案。
2025-09-06 physics.optics quant-ph
Randomness expansion secured by quantum contextuality
随机数发生器的输出随机性可以通过观察基于Kochen-Specker定理的量子上下文不等式的违反来证明。与基于非定域性检验的方法相比，可以在单个量子系统中检验上下文性，从而大大简化了观察违反的实验要求。然而，它尚未解决如何确保上下文测试中所需的顺序测量的兼容性。在这里，我们采用了修改后的Klyachko-Can-Binicioğlu-Shumovsky上下文不等式，它可以减轻对测量的严格兼容性要求。在一个单\Ba离子系统上，我们通过实验证明了上下文不等式的违反，并通过关闭检测漏洞实现了自测试量子随机数扩展。我们进行$1.29 \times 10^8$试验的实验和提取的随机性的$8.06 \times 10^5$位的速度为270位的$^{-1}$。该方案为量子随机数扩展的高速抽查和其他安全信息处理的实际应用奠定了基础。
2019-02-01 physics.atom-ph physics.data-an quant-ph
Provably-secure quantum randomness expansion with uncharacterised homodyne detection
量子随机数生成器（QRNG）能够生成可证明为随机的数字，即使对于持有一些侧信息的代理也是如此。这种系统通常要求使用的元件经过精确校准和有效认证，以进行可靠的安全分析。然而，这可能在实验上具有挑战性，并导致可能危及QRNG安全性的潜在侧信道。在这项工作中，我们提出，设计和实验证明了QRNG协议，完全消除了测量设备的校准要求。此外，我们的协议是安全的量子边信息。我们还考虑了有限尺寸效应，并删除了独立同分布的要求，测量侧。更重要的是，我们的QRNG方案具有简单的实现方式，仅使用标准光学元件，并且易于在集成光子平台上实现。为了验证该方案的可行性和实用性，我们建立了一个光纤实验系统，采用自制的零差探测器，在1550 nm处的有效效率为91.7%。系统工作频率为2.5MHz，在1 E10轮时获得4.98kbits/s的净随机扩展速率。我们的研究结果铺平了道路，一个集成的QRNG自测试功能和可证明的安全性。
2022-06-09 physics.optics quant-ph
Entropy certification of a realistic QRNG based on single-particle entanglement
在单粒子纠缠（SPE）中，单个粒子的两个自由度是纠缠的。SPE是一种可以在量子通信协议和基于Kochen-Specker定理的非上下文性实验测试中利用的资源。SPE可以通过基于贝尔不等式的量子上下文测试来验证。单粒子纠缠系统的类贝尔不等式违反实验可能会受到类似于局域性漏洞的影响，这是由于实验设备中不可避免的非理想性的存在，实际上会在同时测量的两个观测值之间产生不必要的相关性。这个问题是解决在这里通过定量分析的行为与光子的SPE实验中的现实设备。特别是，我们展示了如何能够提供一个半设备独立的随机性认证的现实量子随机数发生器的基础上贝尔不等式违反SPE状态的光子。分析进一步扩大到包括，与马尔可夫模型，记忆效应由于死时间，暗计数和afterpulsing影响单光子探测器，特别是当不处理符合测量。一个无偏估计也提出了量子跃迁概率的实验数据的集合。
2021-08-02 math-ph math.MP physics.optics
Quantum bivariate bicycle codes with weight-8 checks surpassing the BB benchmark
The Department of Basic Science, Air Force Engineering University（空军工程大学基础部）
本文提出权重为8校验的二元自行车码，通过代数结构理论和搜索流水线构造新码，在n=144和n=72时超越BB基准的距离或编码率，并量化了较重校验的阈值代价。
2026-09-09 cs.IT math.IT quant-ph
