Quantum Random Number Generation by using POVM

La generazione di numeri casuali va oltre il puro interesse accademico: i numeri casuali sono richiesti per innumerevoli applicazioni, come la criptografia a, simulazioni o gioco d’azzardo. Ad ogni modo, la maggior parte di questi numeri sono attualmente generati da algoritmi matematici che portano a sicurezza limitata, risultati incorretti o esiti prevedibili. In realtà , la vera casualità si trova solamente a livello microscopico, dove la Natura segue le leggi della Meccanica Quantistica. In questa tesi, dopo una panoramica sulla teoria dell’Informazione Quantistica, viene presentato lo stato dell’arte di questo campo. In ne, si propone un nuovo Generatore Quantistico di Numeri Casuali e se ne studia la sua implementazione per ottenere bit casuali sicure e affidabili. Questo lavoro Ł stato realizzato nel contesto del Gruppo di Ricerca QuantumFuture dell’Università di Padova. The generation of random numbers goes beyond pure academic interests: random numbers are required for countless application, such as cryptography, simulations or gambling. However, most of these numbers are currently generated by implementing mathematical algorithms leading to limited security, incorrect results or predictable outcomes. Actually, true randomness is found only at microscopic level, where Nature obeys to the laws of Quantum Mechanics. In this thesis, after an overview about the theory of Quantum Information, the state of the art of this led is presented. Eventually, a new Quantum Random Number Generator protocol is proposed and its implementation is being studied in order to get secure and reliable random strings. This work has been carried out in the framework of the QuantumFuture Research Group of the University of Padua.