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1. WO2020261419 - 量子乱数発生装置及び量子乱数発生方法

公開番号 WO/2020/261419
公開日 30.12.2020
国際出願番号 PCT/JP2019/025336
国際出願日 26.06.2019
IPC
G06F 7/58 2006.1
G物理学
06計算;計数
F電気的デジタルデータ処理
7取扱うデータの順序または内容を操作してデータを処理するための方法または装置
58乱数または擬似乱数発生器
CPC
G06F 7/58
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
7Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
58Random or pseudo-random number generators
出願人
  • 日本電信電話株式会社 NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE CORPORATION [JP]/[JP]
発明者
  • ザン ヤンバオ ZHANG Yanbao
  • ロー シンピン LO Hsinpin
  • マンロ ウィリアム ジョン MUNRO William John
  • 生田 拓也 IKUTA Takuya
  • 本庄 利守 HONJO Toshimori
  • 武居 弘樹 TAKESUE Hiroki
代理人
  • 特許業務法人 谷・阿部特許事務所 TANI & ABE, P.C.
優先権情報
公開言語 (言語コード) 日本語 (ja)
出願言語 (言語コード) 日本語 (JA)
指定国 (国コード)
発明の名称
(EN) QUANTUM RANDOM NUMBER GENERATION DEVICE AND QUANTUM RANDOM NUMBER GENERATION METHOD
(FR) DISPOSITIF DE GÉNÉRATION DE NOMBRE ALÉATOIRE QUANTIQUE ET PROCÉDÉ DE GÉNÉRATION DE NOMBRE ALÉATOIRE QUANTIQUE
(JA) 量子乱数発生装置及び量子乱数発生方法
要約
(EN) Provided is a quantum random number generation device (10B) capable of generating a safer random number in consideration of at least one among the incompleteness of quantum bits and the incompleteness of a projection measuring instrument (2). In this device (10B), the functional configuration of a random number extractor (30) is different from a conventional random number extractor, and the probability distribution of expected measurement values is obtained from at least one among: information on a random number sequence (Z) for selecting the measurement base used in the measuring instrument (2); and information (PZ) on the incompleteness of the measuring instrument (2) that has performed measurement in advance, or information (PB) on the incompleteness of the quantum bit generator (1). Then, the estimated probability Pg (C|Z; E = e) is calculated by using the probability distribution of the expected measured values, and the measurement result (C) by the binary bit string output from the measuring instrument (2) is compressed to extract a safe random number by using the calculated estimated probability. As a result, it is possible to output a random number sequence (RI) relating to the generation of a safer random number whose randomness is quantum-mechanically guaranteed to an extent not achievable in the past.
(FR) L'invention concerne un dispositif de génération de nombre aléatoire quantique (10B) capable de générer un nombre aléatoire plus sécurisé en tenant compte de l'incomplétude de bits quantiques et/ou de l'incomplétude d'un instrument de mesure de projection (2). Dans ce dispositif (10B), la configuration fonctionnelle d'un extracteur de nombres aléatoires (30) est différente d'un extracteur de nombres aléatoires classique, et la distribution de probabilité de valeurs de mesure attendues est obtenue à partir d'au moins l'une parmi : des informations sur une séquence de nombres aléatoires (Z) pour sélectionner la base de mesure utilisée dans l'instrument de mesure (2) ; et des informations (PZ) concernant l'incomplétude de l'instrument de mesure (2) qui a effectué une mesure à l'avance, ou des informations (PB) concernant l'incomplétude du générateur de bits quantiques (1). Ensuite, la probabilité estimée Pg (C|Z; E = e) est calculée à l'aide de la distribution de probabilité des valeurs mesurées attendues, et le résultat de mesure (C) par la chaîne de bits binaires issue de l'instrument de mesure (2) est compressé pour extraire un nombre aléatoire sécurisé à l'aide de la probabilité estimée calculée. Par conséquent, il est possible de produire une séquence de nombres aléatoires (RI) se rapportant à la génération d'un nombre aléatoire plus sécurisé dont le caractère aléatoire est garanti mécaniquement dans une mesure qui n'est pas réalisable dans le passé.
(JA) 量子ビットの不完全性、又は射影測定器(2)の不完全性の少なくとも何れか一方を考慮した上で、より安全な乱数を発生できる量子乱数発生装置(10B)を提供する。この装置(10B)では、乱数抽出器(30)の機能構成が従来と比べて相違し、測定器(2)で用いられる測定基底選択のための乱数列(Z)の情報と、予め測定した測定器(2)の不完全性の情報(P)、又は量子ビット発生器(1)の不完全性の情報(P)のうちの少なくとも一方と、から測定期待値の確率分布を取得する。そして、この測定期待値の確率分布を用いて推定確率Pg(C|Z;E=e)を算出し、且つ算出した推定確率で測定器(2)から出力されるバイナリビット列による測定結果(C)を圧縮して安全な乱数を抽出する。この結果、従来では成し得なかった程度にランダム性が量子力学的に保証されるより安全な乱数の発生に係る乱数列(R)を出力できる。
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