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真空状態を利用した一意量子乱数発生器

2010年10月12日 Nature Photonics 4, 10 doi: 10.1038/nphoton.2010.197

<p>乱数は、シミュレーションからギャンブル、暗号までさまざまな応用において、重要な要素である。これらの応用には真のランダム性が求められるため、量子力学の根本的な予測不可能性に基づいて、多種多様な乱数生成法が提案されている。しかし、ほとんどの方法は、敵対者となりうる人が生成される数について知っている可能性を考慮していないので、そのような数は、検証可能な形でランダムかつ一意的とはいえない。今回我々は、ホモダイン測定に基づく単純な実験装置について報告する。この装置は、連続変数量子真空状態の純度を利用して、一意の乱数を発生させる。我々は、ほかのどの状態とも相関しえない固有のランダム性を利用して、最低エネルギー真空状態のモードの直交振幅を測定した。我々の乱数源の単純さは、検証可能な一意ランダム性とあわせて、高信頼性高速低コスト量子乱数発生器を実現するための重要な性質である。</p>

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