MicroCloud ホログラム、完全に量子歩行ダイナミクスに基づいた量子乱数生成器 (QRNG) を発表

テクノロジー サービス プロバイダーである MicroCloud Hologram Inc. (NASDAQ: HOLO) (「HOLO」または「当社」) は、最近、重ね合わせともつれの特性を完全に表現した量子乱数発生器 (QRNG) という革新的な研究成果を発表しました。量子ウォークに基づいています。

SHENZHEN, China, Jan. 22, 2025 /PRNewswire/ -- Recently, MicroCloud Hologram Inc. (NASDAQ: HOLO), ("HOLO" or the "Company"), a technology service provider, unveiled a groundbreaking research achievement - a quantum random number generator (QRNG) based entirely on the properties of superposition and entanglement in quantum walks. This innovation marks a significant advancement in the field of quantum computing and its practical applications. Keep reading to delve into the details of this remarkable discovery.

中国、深セン、2025年1月22日 /PRNewswire/ -- 最近、テクノロジー サービス プロバイダーである MicroCloud Hologram Inc. (NASDAQ: HOLO) (「HOLO」または「当社」) は、量子という画期的な研究成果を発表しました。量子ウォークにおける重ね合わせともつれの特性に完全に基づいた乱数生成器 (QRNG)。この革新は、量子コンピューティングとその実用化の分野における大きな進歩を示します。読み続けて、この驚くべき発見の詳細を掘り下げてください。

In essence, quantum walks, a process of quantum state evolution, possess unique properties of superposition and entanglement, which HOLO has ingeniously utilized to construct the QRNG. Quantum walks offer several advantages, among which the ability to generate multiple bits from a single qubit is particularly noteworthy. In traditional random number generation methods, obtaining multiple bits from a single bit source faces many limitations, while quantum walks break through these constraints, greatly enhancing the efficiency and flexibility of random number generation.

本質的に、量子状態進化のプロセスである量子ウォークは、重ね合わせともつれという独特の特性を持っており、HOLO はそれを巧みに利用して QRNG を構築しました。量子ウォークにはいくつかの利点がありますが、その中でも特に注目に値するのは、単一の量子ビットから複数のビットを生成できることです。従来の乱数生成方法では、単一ビット ソースから複数ビットを取得するには多くの制限に直面しますが、量子ウォークはこれらの制限を打ち破り、乱数生成の効率と柔軟性を大幅に向上させます。

However, in any practical system, the application of quantum walks has certain limitations. The practical limits are primarily determined by the number of quantum walk steps that can be achieved experimentally. For example, in experimental scenarios such as nuclear magnetic resonance, ion trapping, cold atoms, and photonic systems, the number of quantum walk steps is constrained by factors like the precision of experimental equipment and environmental noise interference. Nevertheless, through in-depth analysis and numerical simulations, HOLO has found that despite these limitations, the dynamics of quantum walks can still significantly enhance the randomness of the particle's initial state.

ただし、実際のシステムでは、量子ウォークの適用には一定の制限があります。実際の限界は主に、実験的に達成できる量子ウォーク ステップの数によって決まります。たとえば、核磁気共鳴、イオントラップ、冷原子、フォトニックシステムなどの実験シナリオでは、量子ウォークステップ数は実験装置の精度や環境ノイズ干渉などの要因によって制限されます。それにもかかわらず、詳細な分析と数値シミュレーションを通じて、HOLO は、これらの制限にもかかわらず、量子ウォークのダイナミクスが依然として粒子の初期状態のランダム性を大幅に強化できることを発見しました。

In their research, HOLO considers a special form of randomness quantification in quantum systems, namely the inherent randomness of measurements, which has been quantified as coherent measurement. Through the study of coherent measurements, HOLO further clarifies the operational aspects of quantum coherence. Quantum coherence is one of the key characteristics that distinguish quantum systems from classical systems, and a deeper understanding of its operational aspects helps to better utilize quantum properties for random number generation.

HOLO は研究の中で、量子システムにおけるランダム性の定量化の特殊な形式、つまりコヒーレント測定として定量化された測定値の固有のランダム性を考慮しています。 HOLO は、コヒーレント測定の研究を通じて、量子コヒーレンスの運用上の側面をさらに明確にします。量子コヒーレンスは、量子システムを古典的なシステムと区別する重要な特性の 1 つであり、その運用面をより深く理解することは、乱数生成に量子特性をより適切に利用するのに役立ちます。

Since the QRNG protocol proposed by HOLO is entirely based on discrete-time quantum walk (DTQW) dynamics, it requires good randomness metrics to be incorporated in both the position and coin spaces. In the theoretical framework of quantum walks, coin space and position space are two key concepts. The coin space is analogous to the probability distribution in classical random processes, while the position space describes the particle's position state in space.

HOLO によって提案された QRNG プロトコルは完全に離散時間量子ウォーク (DTQW) ダイナミクスに基づいているため、位置空間とコイン空間の両方に優れたランダム性メトリクスを組み込む必要があります。量子ウォークの理論的枠組みでは、コイン空間と位置空間が 2 つの重要な概念です。コイン空間は古典的なランダム過程における確率分布に似ていますが、位置空間は空間内の粒子の位置状態を表します。

To assess the randomness associated with the coin space, HOLO employs a specific method. First, it is necessary to trace a portion of the Hilbert space related to the position space from the density matrix. The density matrix is a crucial tool in quantum mechanics for describing the state of a quantum system, and by manipulating it, information related to specific spaces can be extracted. After tracing out the portion related to the position space, HOLO can calculate the randomness described in the method section from the simplified density matrix. This calculation method, based on relevant theories in quantum information theory, enables accurate quantification of randomness in the coin space.

コインスペースに関連するランダム性を評価するために、HOLO は特定の方法を採用します。まず、密度行列から位置空間に関係するヒルベルト空間の一部をトレースする必要がある。密度行列は量子力学において量子系の状態を記述するための重要なツールであり、これを操作することで特定の空間に関連する情報を抽出することができます。位置空間に関連する部分をトレースした後、HOLO は、単純化された密度行列から方法のセクションで説明したランダム性を計算できます。この計算方法は、量子情報理論の関連理論に基づいており、コイン空間のランダム性を正確に定量化することができます。

Similarly, by tracing the coin space, HOLO can calculate the randomness combined with the position space. Through separate calculations of the randomness in these two spaces and their comprehensive analysis, a thorough evaluation of the randomness quality of the quantum walk-based QRNG can be achieved. This dual consideration of randomness in both position and coin spaces makes the QRNG proposed by HOLO more comprehensive and reliable in terms of randomness generation.

同様に、HOLO はコイン空間をトレースすることで、位置空間と組み合わせたランダム性を計算できます。これら 2 つの空間のランダム性を個別に計算し、それらを総合的に分析することで、量子ウォーク ベースの QRNG のランダム性の品質を徹底的に評価することができます。位置空間とコイン空間の両方でランダム性を二重に考慮することで、HOLO によって提案された QRNG がランダム性生成の点でより包括的で信頼性の高いものになります。

Compared to traditional random number generation methods, HOLO's quantum walk-based QRNG offers significant advantages. Traditional random number generators are often limited by algorithms and hardware, and the random numbers they generate have certain limitations in terms of randomness and unpredictability. In contrast, the quantum walk-based QRNG leverages the inherent properties of quantum systems to generate truly random numbers, whose randomness is not constrained by classical algorithms, offering higher security and reliability.

従来の乱数生成方法と比較して、HOLO の量子ウォーク ベースの QRNG には大きな利点があります。従来の乱数生成器はアルゴリズムやハードウェアによって制限されることが多く、生成される乱数にはランダム性と予測不可能性の点で一定の制限があります。対照的に、量子ウォークベースの QRNG は、量子システムの固有の特性を利用して真の乱数を生成します。その乱数は古典的なアルゴリズムによって制限されず、より高いセキュリティと信頼性を提供します。

In practical applications, HOLO's QRNG has broad prospects. In the field of cryptography, the security and randomness of random numbers are critical to encryption algorithms. The quantum walk-based QRNG can provide high-quality random keys for encryption algorithms, enhancing the security of cryptographic systems and effectively defending against various forms of attacks. In fields such as scientific computing and simulation, high-quality random numbers can also improve the accuracy and reliability of computational results, providing strong support for scientific research.

実際の応用では、HOLO の QRNG には幅広い可能性があります。暗号化の分野では、暗号化アルゴリズムにとってセキュリティと乱数のランダム性が重要です。量子ウォーク ベースの QRNG は、暗号化アルゴリズムに高品質のランダム キーを提供し、暗号システムのセキュリティを強化し、さまざまな形式の攻撃を効果的に防御できます。科学計算やシミュレーションなどの分野でも、高品質な乱数によって計算結果の精度や信頼性が向上し、科学研究を強力にサポートします。

In the future, HOLO will continue to conduct in-depth research on quantum walk-based QRNG technology, constantly optimizing algorithms and experimental schemes, overcoming limitations in practical applications, and further improving the performance and stability of QRNGs.

将来的に、HOLO は量子ウォークベースの QRNG 技術に関する徹底的な研究を継続し、アルゴリズムと実験スキームを常に最適化し、実用化の制限を克服し、QRNG のパフォーマンスと安定性をさらに向上させます。

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マイクロクラウドホログラム株式会社について

MicroCloud is committed to providing leading holographic technology services to its customers worldwide. MicroCloud's holographic technology services include high-precision holographic light detection and ranging ("LiDAR") solutions, based on holographic technology, exclusive holographic LiDAR point cloud algorithms architecture design, breakthrough technical holographic imaging solutions, holographic LiDAR sensor chip design and holographic vehicle intelligent vision technology to service customers that

MicroCloud は、世界中の顧客に最先端のホログラフィック技術サービスを提供することに取り組んでいます。 MicroCloud のホログラフィック技術サービスには、ホログラフィック技術に基づく高精度ホログラフィック光検出および測距 (「LiDAR」) ソリューション、独自のホログラフィック LiDAR 点群アルゴリズム アーキテクチャ設計、画期的な技術的ホログラフィック イメージング ソリューション、ホログラフィック LiDAR センサー チップ設計、ホログラフィック車両インテリジェント ビジョンが含まれます。顧客にサービスを提供するテクノロジー