片上基于上下文性的半设备无关量子随机数生成器

该研究团队提出了一种基于上下文性不等式违背的半设备无关量子随机数生成器(QRNG),通过集成两块硅光子芯片实现。该系统将预示式单光子源与可重构干涉网状结构相结合,实现了适用于测试KCBS上下文性不等式的三维量子态制备、变换和测量。这种架构能够利用复杂光学网络中单光子干涉的固有随机性产生随机数,同时无需依赖纠缠态即可对其安全性进行定量认证。 研究人员观测到超出经典界限10σ以上的上下文性违背现象,明确证实了非经典行为。基于此违背现象,通过定制的半正定规划安全分析,该工作认证了每轮实验的条件最小熵为Hmin = 0.077 ± 0.002比特。因此每个测量结果至少包含0.077 ± 0.002比特的可提取真随机性,对应21.7 ± 0.5比特/秒的渐近生成速率。这些研究成果为开发与实用化集成光子量子网络兼容的通用型非可信量子随机数生成器开辟了可行路径。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-13 09:59

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