自发辐射中的随机性量化
量子相干性是产生内禀随机性的基本资源,然而基于自发辐射的量子随机数生成器(QRNG)中的随机性量化研究迄今仍主要停留在现象学层面。现有随机性分析既缺乏严格的对抗模型,也未能清晰阐释量子相干性在这些系统中的具体作用。该研究团队构建了一个全面的量子信息理论框架来分析自发辐射过程中的随机性生成,刻画了两种截然不同的窃听策略:第一种是攻击者直接操控原子系综,第二种是攻击者仅能访问其纯化系统。分析表明,当通过单光子探测和时间模式测量来生成随机数时,QRNG对第一种攻击场景具有脆弱性,但在原子系统信息完全泄露的最坏情况下,仍能针对第二种攻击场景保证内禀随机性的下限。相比之下,基于空间模式探测和相位波动的QRNG方案对两类攻击均具有安全性,可实现稳健的随机性生成。此外,该工作还定量计算了这些自发辐射QRNG方案的内禀随机性数值。
量科快讯
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