論文の概要: Quantum randomized encoding, verification of quantum computing,
no-cloning, and blind quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.03141v2
- Date: Thu, 4 Nov 2021 03:16:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-25 05:08:33.111783
- Title: Quantum randomized encoding, verification of quantum computing,
no-cloning, and blind quantum computing
- Title（参考訳）: 量子ランダム化符号化、量子コンピューティングの検証、no-cloning、ブラインド量子コンピューティング
- Authors: Tomoyuki Morimae
- Abstract要約: BB84状態生成の量子ランダム化符号化が$E$で可能であれば、古典的検証器で量子コンピューティングの2ラウンド検証が可能であることを示す。
古典的符号化演算を用いた量子ランダム化符号化は, あまりにも良い方法であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Randomized encoding is a powerful cryptographic primitive with various
applications such as secure multiparty computation, verifiable computation,
parallel cryptography, and complexity lower-bounds. Intuitively, randomized
encoding $\hat{f}$ of a function $f$ is another function such that $f(x)$ can
be recovered from $\hat{f}(x)$, and nothing except for $f(x)$ is leaked from
$\hat{f}(x)$. Its quantum version, quantum randomized encoding, has been
introduced recently [Brakerski and Yuen, arXiv:2006.01085]. Intuitively,
quantum randomized encoding $\hat{F}$ of a quantum operation $F$ is another
quantum operation such that, for any quantum state $\rho$, $F(\rho)$ can be
recovered from $\hat{F}(\rho)$, and nothing except for $F(\rho)$ is leaked from
$\hat{F}(\rho)$. In this paper, we show that if quantum randomized encoding of
BB84 state generations is possible with an encoding operation $E$, then a
two-round verification of quantum computing is possible with a classical
verifier who can additionally do the operation $E$. One of the most important
goals in the field of the verification of quantum computing is to construct a
verification protocol with a verifier as classical as possible. This result
therefore demonstrates a potential application of quantum randomized encoding
to the verification of quantum computing: if we can find a good quantum
randomized encoding (in terms of the encoding complexity), then we can
construct a good verification protocol of quantum computing. We, however, also
show that too good quantum randomized encoding is impossible: if quantum
randomized encoding with a classical encoding operation is possible, then the
no-cloning is violated. We finally consider a natural modification of blind
quantum computing protocols in such a way that the server gets the output like
quantum randomized encoding. We show that the modified protocol is not secure.
- Abstract（参考訳）: ランダム化符号化は強力な暗号プリミティブであり、セキュアなマルチパーティ計算、検証可能な計算、並列暗号、複雑さの低いバウンドなど様々な応用がある。
直感的には、関数の$\hat{f}$をランダムに符号化する$f$は、$f(x)$を$\hat{f}(x)$から回収できる別の関数であり、$f(x)$以外は$\hat{f}(x)$から漏洩しない。
量子化符号化の量子バージョンが最近導入された[Brakerski and Yuen, arXiv:2006.01085]。
直感的には、量子演算の量子ランダム化符号化$\hat{F}$は、任意の量子状態$\rho$, $F(\rho)$に対して$\hat{F}(\rho)$から回復できる別の量子演算であり、$F(\rho)$以外は$\hat{F}(\rho)$から漏洩する。
本稿では,BB84状態生成の量子ランダム化符号化が符号化操作$E$で可能ならば,量子コンピューティングの2ラウンド検証は古典的検証器で可能であり,演算をE$で行うことができることを示す。
量子コンピューティングの検証の分野における最も重要な目標の1つは、検証者が可能な限り古典的な検証プロトコルを構築することである。
したがって、量子ランダム化符号化を量子コンピューティングの検証に適用する可能性を示し、(符号化複雑性の観点から)優れた量子ランダム化符号化を見つけることができれば、量子コンピューティングの優れた検証プロトコルを構築することができる。
しかし、量子ランダム化エンコーディングが不十分であることも示しており、古典的エンコーディング操作による量子ランダム化エンコーディングが可能であれば、非閉包は違反する。
最終的に、サーバが量子ランダム化符号化のように出力を得るように、盲点量子コンピューティングプロトコルの自然な修正を検討する。
修正されたプロトコルが安全でないことを示す。
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