An Ideal Random Number Generator Based on Quantum Fluctuations and Rotating Wheel for Secure Image Encryption
本文提出了一种结合量子涨落与算法化旋转轮机制的混合随机数生成器,用于图像加密,实验结果表明其生成的序列具有理想熵值和强随机性,能显著提升加密图像的安全性,适用于移动医疗及智能设备多媒体通信等消费级安全应用。
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量子物理探索着物质与能量在微观尺度上最奇妙的行为,从神秘的叠加态到跨越空间的纠缠现象,这一领域正不断重塑我们对现实世界的理解。Gist.Science 致力于让深奥的 arXiv 预印本变得触手可及,我们追踪该分类下发布的每一份最新预印本,并为其提供两种解读视角:既包含通俗易懂的科普解读,也涵盖保留核心细节的技术摘要。
无论您是希望快速掌握前沿动态的科研工作者,还是对宇宙奥秘充满好奇的普通读者,这里都能为您提供清晰的研究概览。我们梳理了 arXiv 上量子物理板块的最新成果,确保您能第一时间读懂科学界的最新突破。下方列出了该领域刚刚发布的最新论文及其摘要。
本文提出了一种结合量子涨落与算法化旋转轮机制的混合随机数生成器,用于图像加密,实验结果表明其生成的序列具有理想熵值和强随机性,能显著提升加密图像的安全性,适用于移动医疗及智能设备多媒体通信等消费级安全应用。
该论文提出通过引入近似量子纠错来克服现有全息代码模型无法描述引力反作用的局限,论证了由非局域“魔法”(magic)驱动的态依赖几何如何使近似子系统擦除纠错码中的原面积项随物质熵单调增加,从而成功模拟量子极值表面的行为。
该论文展示了基于铷 - 铯混合原子阵列的高保真度里德伯门,并成功实现了用于量子纠错的多原子量子非破坏性(QND)错误综合征测量。
该研究通过引入主动微波反馈回路,成功抑制了腔磁子极化激元的线宽并使其有效衰减速率突破材料限制,将极化激元 - 声子合作系数从 1 提升至 150,从而实现了光子、磁子和声子三者之间的强耦合混合模式分裂。
本文提出了一种名为主动采样样本量子对角化(AS-SQD)的新算法,该算法将样本量子对角化构建为主动学习问题,利用基于 Epstein-Nesbet 二阶微扰理论的采集函数从有限次测量中智能选择基态,从而在含噪声和激发态污染的条件下,高效且鲁棒地估算量子系统的基态能量。
该论文利用 ZX 演算将 Kramers-Wannier 对偶、张量积和校验积等经典 LDPC 码构造统一实现为包含辅助初始化、局部幺正变换和投影测量的量子过程,从而建立了一个连接码变换、量子电路与不同量子物相映射的统一框架。
该研究通过磁化率、比热及二次谐波产生等实验手段,证实了极性褶皱蜂窝磁体 Co₂SeO₃Cl₂ 中存在强磁各向异性、多重磁相变及伴随磁熵未完全释放的自旋涨落,揭示了此类材料在耦合磁电偶极子方面的独特潜力。
该论文通过在 IBM Heron r3 量子处理器上对混合顺序量子求解器进行端到端基准测试,证明其在亚秒级全流程运行时间内,能够以单量子处理器的算力在部分算例上匹配或超越运行于 128 个 vCPU 或 8 块 A100 GPU 上的高性能经典求解器,展示了当前量子硬件在组合优化领域的竞争潜力。
本文基于 2015 年吴等人提出的残余量子关联(RQC)定义及 Mundarain 等人引入的局部可用量子关联(LAQC),推导了 2 比特 X 态下 RQC 的解析解,并分析了其在随机电报和修正奥恩斯坦 - 乌伦贝克两种非马尔可夫退相干信道中的演化行为,给出了 RQC 突然死亡与复活的普遍条件,并通过 Werner 态、最大非局域混合态及最大纠缠混合态进行了具体验证。
该研究提出并演示了一种名为“量子拨盘”的新型器件,它能在纳秒级时间内按需调节高相干量子比特与辅助自由度之间的耦合强度,从而在保持隔离与实现强耦合控制、快速重置及环境测温之间取得平衡,有望降低未来量子处理器的噪声与误差。