論文の概要: Quantum Search for Scaled Hash Function Preimages

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.00621v1
• Date: Tue, 1 Sep 2020 18:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 03:03:47.485721
• Title: Quantum Search for Scaled Hash Function Preimages
• Title（参考訳）: スケールドハッシュ関数の前画像に対する量子探索
• Authors: Sergi Ramos-Calderer, Emanuele Bellini, Jos\'e I. Latorre, Marc Manzano, Victor Mateu
• Abstract要約: 本稿では,Groverのアルゴリズムを量子シミュレーターに実装し,2つのスケールしたハッシュ関数の前像の量子探索を行う。 我々は,Groverのアルゴリズムのいくつかのステップの後に量子レジスタをサンプリングしてショートカットを提案する戦略は,誤差軽減の観点からは限界的な実用的優位性しか得られないことを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3299507495084417
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present the implementation of Grover's algorithm in a quantum simulator to perform a quantum search for preimages of two scaled hash functions, whose design only uses modular addition, word rotation, and bitwise exclusive or. Our implementation provides the means to assess with precision the scaling of the number of gates and depth of a full-fledged quantum circuit designed to find the preimages of a given hash digest. The detailed construction of the quantum oracle shows that the presence of AND gates, OR gates, shifts of bits and the reuse of the initial state along the computation, require extra quantum resources as compared with other hash functions based on modular additions, XOR gates and rotations. We also track the entanglement entropy present in the quantum register at every step along the computation, showing that it becomes maximal at the inner core of the first action of the quantum oracle, which implies that no classical simulation based on Tensor Networks would be of relevance. Finally, we show that strategies that suggest a shortcut based on sampling the quantum register after a few steps of Grover's algorithm can only provide some marginal practical advantage in terms of error mitigation.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,モジュラー付加,ワードローテーション,ビットワイズ排他orのみを用いる2つのスケールドハッシュ関数の前画像の量子探索を行うために,量子シミュレータにおけるグローバーアルゴリズムの実装を提案する。 我々の実装は、与えられたハッシュダイジェストの前像を見つけるために設計されたフルフロー量子回路のゲート数と深さのスケーリングを精度よく評価する手段を提供する。 量子オラクルの詳細な構成は、ANDゲート、ORゲートの存在、ビットのシフト、および計算に沿った初期状態の再利用は、モジュラー加算、XORゲート、回転に基づく他のハッシュ関数と比較して余分な量子資源を必要とすることを示している。 また、量子レジスタに存在する絡み合いエントロピーを計算の全てのステップで追跡し、量子オラクルの第一作用の内核で最大値となることを示した。 最後に、Groverのアルゴリズムのいくつかのステップの後に量子レジスタをサンプリングすることに基づくショートカットを提案する戦略は、誤差軽減の点で限界的な実用的な利点しか得られないことを示す。

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