Realistic noise-tolerant randomness amplification using finite number of devices

Fernando G. S. L. Brandão , Ravishankar Ramanathan , Andrzej Grudka , Karol Horodecki , Michał Horodecki , Paweł Horodecki , Tomasz Szarek , Hanna Wojewódka

Abstract

Randomness is a fundamental concept, with implications from security of modern data systems, to fundamental laws of nature and even the philosophy of science. Randomness is called certified if it describes events that cannot be pre-determined by an external adversary. It is known that weak certified randomness can be amplified to nearly ideal randomness using quantum-mechanical systems. However, so far, it was unclear whether randomness amplification is a realistic task, as the existing proposals either do not tolerate noise or require an unbounded number of different devices. Here we provide an error-tolerant protocol using a finite number of devices for amplifying arbitrary weak randomness into nearly perfect random bits, which are secure against a no-signalling adversary. The correctness of the protocol is assessed by violating a Bell inequality, with the degree of violation determining the noise tolerance threshold. An experimental realization of the protocol is within reach of current technology.
Autor Fernando G. S. L. Brandão
Fernando G. S. L. Brandão
-
, Ravishankar Ramanathan (WMFiI / IFTiA)
Ravishankar Ramanathan
- Instytut Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki
, Andrzej Grudka
Andrzej Grudka
-
, Karol Horodecki (WMFiI / II)
Karol Horodecki
- Instytut Informatyki
, Michał Horodecki (WMFiI / IFTiA)
Michał Horodecki
- Instytut Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki
, Paweł Horodecki
Paweł Horodecki
-
, Tomasz Szarek (WMFiI / IM)
Tomasz Szarek
- Instytut Matematyki
, Hanna Wojewódka (WMFiI / IM)
Hanna Wojewódka
- Instytut Matematyki
Tytuł czasopisma/seriiNature Communications, ISSN , e-ISSN 2041-1723, (A 45 pkt)
Rok wydania2016
Tom7
Paginacja1-6
Objętość publikacji w arkuszach wydawniczych0.5
Klasyfikacja ASJC3100 General Physics and Astronomy; 1300 General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology; 1600 General Chemistry
DOIDOI:10.1038/ncomms11345
URL http://www.nature.com/ncomms/2016/160421/ncomms11345/full/ncomms11345.html
Języken angielski
LicencjaCzasopismo (tylko dla artykułów); licence.documentVersion.FINAL_PUBLISHED; Uznanie Autorstwa (CC-BY); w dniu opublikowania
Punktacja (całkowita)45
PunktacjaPunktacja MNiSW = 45.0, 24-07-2019, ArticleFromJournal
Punktacja MNiSW (2013-2016) = 45.0, 24-07-2019, ArticleFromJournal
Wskaźniki publikacji Cytowania WoS = 16; Scopus SNIP (Source Normalised Impact per Paper): 2016 = 2.855; Impact Factor WoS: 2016 = 12.124 (2) - 2016=13.092 (5)
Liczba cytowań*
Cytuj
Udostępnij Udostępnij

Pobierz odnośnik do tego rekordu


* Podana liczba cytowań wynika z analizy informacji dostępnych w Internecie i jest zbliżona do wartości obliczanej przy pomocy systemu Publish or Perish.
Powrót