論文の概要: Secure Two-Party Quantum Computation Over Classical Channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07925v2
- Date: Fri, 28 May 2021 12:45:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 00:17:28.787776
- Title: Secure Two-Party Quantum Computation Over Classical Channels
- Title（参考訳）: 古典チャネル上のセキュアな2パーティ量子計算
- Authors: Michele Ciampi, Alexandru Cojocaru, Elham Kashefi, Atul Mantri
- Abstract要約: 古典的アリス(Alice)と量子的ボブ(Quantum Bob)が古典的なチャネルを通してのみ通信できるような設定を考える。
悪質な量子逆数の場合,ブラックボックスシミュレーションを用いた2次元量子関数を実現することは,一般に不可能であることを示す。
我々は、QMA関係Rの古典的量子知識(PoQK)プロトコルを入力として、古典的当事者によって検証可能なRのゼロ知識PoQKを出力するコンパイラを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 63.97763079214294
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Secure two-party computation considers the problem of two parties computing a
joint function of their private inputs without revealing anything beyond the
output. In this work, we consider the setting where the two parties (a
classical Alice and a quantum Bob) can communicate only via a classical
channel. Our first result shows that it is in general impossible to realize a
two-party quantum functionality with black-box simulation in the case of
malicious quantum adversaries. In particular, we show that the existence of a
secure quantum computing protocol that relies only on classical channels would
contradict the quantum no-cloning argument.
We circumvent this impossibility following three different approaches. The
first is by considering a weaker security notion called one-sided simulation
security. This notion protects the input of one party (the quantum Bob) in the
standard simulation-based sense and protects the privacy of the other party's
input (the classical Alice). We show how to realize a protocol that satisfies
this notion relying on the learning with errors assumption. The second way to
circumvent the impossibility result, while at the same time providing standard
simulation-based security also against a malicious Bob, is by assuming that the
quantum input has an efficient classical representation.
Finally, we focus our attention on the class of zero-knowledge
functionalities and provide a compiler that takes as input a classical proof of
quantum knowledge (PoQK) protocol for a QMA relation R and outputs a
zero-knowledge PoQK for R that can be verified by classical parties. The direct
implication of our result is that Mahadev's protocol for classical verification
of quantum computations (FOCS'18) can be turned into a zero-knowledge proof of
quantum knowledge with classical verifiers. To the best of our knowledge, we
are the first to instantiate such a primitive.
- Abstract（参考訳）: セキュアな2要素計算は、出力以上のものを明らかにすることなく、プライベート入力のジョイント関数を演算する2つのパーティの問題を考慮する。
本研究では、二つの当事者(古典アリスと量子ボブ)が古典的チャネルを通してのみ通信できるような設定を考える。
最初の結果から,悪質な量子対向の場合,ブラックボックスシミュレーションによる2次元量子機能の実現は不可能であることが示唆された。
特に,古典的チャネルのみに依存するセキュアな量子コンピューティングプロトコルの存在は,量子非閉包論と矛盾することを示した。
我々はこの不可能を3つの異なるアプローチで回避する。
ひとつは,一方的なシミュレーションセキュリティという,より弱いセキュリティ概念を検討することです。
この概念は、標準的なシミュレーションに基づく意味での一方の(量子ボブ)の入力を保護し、他方の(古典アリス)入力のプライバシを保護する。
誤りを仮定した学習に依存するこの概念を満たすプロトコルを実現する方法を示す。
不可能な結果を回避する第2の方法は、悪意のあるボブに対する標準的なシミュレーションベースのセキュリティを提供すると同時に、量子入力が効率的な古典表現を持つと仮定することである。
最後に、ゼロ知識関数のクラスに着目し、QMA関係Rの古典的量子知識(PoQK)プロトコルを入力として、古典的当事者によって検証可能なRのゼロ知識PoQKを出力するコンパイラを提供する。
この結果の直接的な含意は、mahadevの量子計算の古典的検証プロトコル(focs'18)が、古典的検証子を持つ量子知識のゼロ知識証明に変換できることである。
私たちの知る限りでは、私たちはそのようなプリミティブをインスタンス化する最初の人です。
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