信頼できない毎日の照明を伴う不完全な感覚量子乱数ジェネレーター

量子乱数ジェネレーター（QRNG）は、量子力学の基本的な予測不可能性に基づいて、安全な乱数生成を約束します。ただし、理論モデルと実用的なデバイスの間の避けられないギャップは、セキュリティの無効化につながる可能性があります。最近、特徴のないソースの問題を解決するために、ソースに依存しない量子乱数ジェネレーター（SI-QRNG）が提案されています。ただし、SI-QRNGプロトコルのほとんどの現在の分析では、不完全な測定を伴うセキュリティ証明は、異なる要因に対して個別であり、理論モデルからの小さな逸脱に非常に敏感です。ここでは、SI-QRNGで不完全な測定のための統一されたモデルを確立し、滑らかなエントロピーの不確実性の関係に基づいて拘束された厳しいレートを提供します。その後、大きなデバイスの欠陥を使用したパフォーマンスが評価され、モデルのランダム性レートは、共通の離散変数QRNGで同様の速度上限の同様の大きさに近づくことができます。さらに、大きな欠陥を持つ毎日の照明と測定デバイスを利用することにより、MBPSの大きさの順序でスキームを実験的に実証します。

Quantum random number generators (QRNGs) promise secure randomness generation based on the foundational unpredictability of quantum mechanics. However, the unavoidable gaps between theoretical models and practical devices could lead to security invalidation. Recently, a source-independent quantum random number generator (SI-QRNG) has been proposed to solve the issue of uncharacteristic sources. However, in most current analyses of SI-QRNG protocols, the security proofs with imperfect measurements are individual for different factors and very sensitive to small deviations from theoretical models. Here, we establish a unified model for imperfect measurements in the SI-QRNG and provide a tight rate bound based on the uncertainty relation for smooth entropies. Then the performance with large device imperfections is evaluated and the randomness rate in our model can approach a similar order of magnitude of the rate upper bound in common discrete variable QRNGs. In addition, by utilizing the daily illumination and measurement devices with large imperfections, we experimentally demonstrate our scheme at the rate of the order of magnitude of Mbps.