論文の概要: On Certified Randomness from Fourier Sampling or Random Circuit Sampling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.14846v2
- Date: Sun, 10 Mar 2024 21:19:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-13 18:17:18.640817
- Title: On Certified Randomness from Fourier Sampling or Random Circuit Sampling
- Title（参考訳）: フーリエサンプリングまたはランダム回路サンプリングによる認定ランダム性について
- Authors: Roozbeh Bassirian, Adam Bouland, Bill Fefferman, Sam Gunn, Avishay Tal
- Abstract要約: 証明されたランダム性は量子情報において長い歴史を持ち、多くの潜在的な応用がある。
アーロンソンは、既存のランダム回路サンプリング(RCS)実験に基づいて、新しい認証ランダム性プロトコルを提案した。
量子ランダムオラクルモデル(QROM)における証明されたランダム性について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1631115063641726
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Certified randomness has a long history in quantum information, with many
potential applications. Recently Aaronson (2018, 2020) proposed a novel public
certified randomness protocol based on existing random circuit sampling (RCS)
experiments. The security of his protocol, however, relies on non-standard
complexity-theoretic conjectures which were not previously studied in the
literature.
Inspired by Aaronson's work, we study certified randomness in the quantum
random oracle model (QROM). We show that quantum Fourier Sampling can be used
to define a publicly verifiable certified randomness protocol, with
unconditional black-box security. In addition to giving a certified randomness
protocol in the QROM, our work can also be seen as supporting Aaronson's
conjectures for RCS-based randomness generation, as our protocol is in some
sense the "black-box version" of Aaronson's protocol. In further support of
Aaronson's proposal, we prove a Fourier Sampling version of Aaronson's
conjecture by extending Raz and Tal's separation of BQP vs PH.
Our work complements the subsequent certified randomness protocol of Yamakawa
and Zhandry (2022) in the QROM. Whereas the security of that protocol relied on
the Aaronson-Ambainis conjecture, our protocol is unconditionally secure - at
the expense of requiring exponential-time classical verification. Our protocol
also has a simple heuristic implementation.
- Abstract（参考訳）: 認定ランダム性は量子情報において長い歴史を持ち、多くの応用が考えられる。
Aaronson (2018, 2020) は、既存のランダム回路サンプリング(RCS)実験に基づいて、新しい認証ランダム性プロトコルを提案した。
しかしながら、彼のプロトコルのセキュリティは、それまで文献で研究されていなかった非標準複雑性理論予想に依存している。
アーロンソンの研究に触発されて、量子ランダムオラクルモデル (qrom) における認定ランダム性の研究を行った。
量子フーリエサンプリングは、無条件ブラックボックスセキュリティを用いて、公に検証可能な認定乱数プロトコルを定義するために使用できる。
qromに認証されたランダム性プロトコルを与えるのに加えて、このプロトコルはaaronsonのプロトコルの"ブラックボックスバージョン"であるため、rcsベースのランダム性生成に対するaaronsonの予想をサポートするものと見なすこともできる。
さらにaaronsonの提案を支持するために,raz と tal による bqp 対 ph の分離を延長することでaaronson 予想のフーリエサンプリング版を証明した。
このプロトコルのセキュリティはAaronson-Ambainis予想に依存するが、我々のプロトコルは無条件で安全である。
我々のプロトコルは単純なヒューリスティックな実装も持っている。
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