非完美探测效率对设备无关量子随机数扩展的影响

摘要

设备无关(Device Independent,简记为DI)量子随机数扩展方案中,在不需要考虑系统内部工作状态前提下,基于纠缠粒子的非局域特性可以证明随机性的存在.但在实际条件下的可行性受到探测效率等因素的限制.本文在CHSH不等式中引入探测效率参数,从两方面探究非完美探测效率对DI随机数扩展方案的影响,数值模拟出将未探测事件作为结果保留和随机赋值时非完美探测效率下小熵与CHSH违背值的定量关系.将未探测事件作为结果保留时,可得在相同CHSH值下较低的探测效率对应的实验中量子态和测量过程蕴含更多的随机性,而在相同的的实验环境下,探测效率的降低会使实验中输出序列小熵变小.将未探测事件随机赋值时,在相同的CHSH违背值下,伴随着探测效率的降低,小熵界逐渐变小.通过SDP优化算法可得此情形下进行DI随机数扩展的探测效率下界为91.1％.通过对非完美探测效率的量化分析,可得实际条件下更为准确的DI量子随机数扩展效率分析.