論文の概要: An Optimized Quantum Implementation of ISD on Scalable Quantum Resources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.06157v1
- Date: Sun, 12 Dec 2021 06:01:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 18:48:02.494699
- Title: An Optimized Quantum Implementation of ISD on Scalable Quantum Resources
- Title（参考訳）: スケーラブル量子資源におけるISDの最適化量子実装
- Authors: Andre Esser, Sergi Ramos-Calderer, Emanuele Bellini, Jos\'e I. Latorre
and Marc Manzano
- Abstract要約: Prange の ISD アルゴリズムは量子コンピュータ上でより効率的に実装可能であることを示す。
我々は、古典的コプロセッサのアイデアを活用して、ハイブリッドな古典的量子トレードオフを設計する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.274915755738124
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The security of code based constructions is usually assessed by Information
Set Decoding (ISD) algorithms. In the quantum setting, amplitude amplification
yields an asymptotic square root gain over the classical analogue. However, it
is still unclear whether a real quantum circuit could yield actual improvements
or suffer an enormous overhead due to its implementation. This leads to
different considerations of these quantum attacks in the security analysis of
code based proposals. In this work we clarify this doubt by giving the first
quantum circuit design of the fully-fledged ISD procedure, an implementation in
the quantum simulation library Qibo as well as precise estimates of its
complexities. We show that against common belief, Prange's ISD algorithm can be
implemented rather efficiently on a quantum computer, namely with only a
logarithmic overhead in circuit depth compared to a classical implementation.
As another major contribution, we leverage the idea of classical
co-processors to design hybrid classical-quantum trade-offs, that allow to
tailor the necessary qubits to any available amount, while still providing
quantum speedups. Interestingly, when constraining the width of the circuit
instead of its depth we are able to overcome previous optimality results on
constraint quantum search.
- Abstract（参考訳）: コードベースの構成のセキュリティは通常、ISD(Information Set Decoding)アルゴリズムによって評価される。
量子設定では、振幅増幅は古典的アナログに対して漸近的な平方根利得を与える。
しかし、実際の量子回路が実際の改善をもたらすか、その実装によって大きなオーバーヘッドを被るかは、まだ不明である。
これは、コードベースの提案のセキュリティ分析において、これらの量子攻撃の異なる考慮につながる。
本研究は, 量子シミュレーションライブラリqiboの実装であるisdプロシージャの最初の量子回路設計と, その複雑さの正確な推定を行うことにより, この疑問を明確にする。
我々は、一般的な信念に反して、PrangeのIDDアルゴリズムは量子コンピュータ上でより効率的に実装できることを示し、古典的な実装と比較して回路深さの対数的オーバーヘッドしか持たないことを示した。
もう1つの大きな貢献として、我々は古典的コプロセッサのアイデアを利用して、必要な量子ビットを利用可能な量に調整できるハイブリッドな古典量子トレードオフを設計する。
興味深いことに、回路の幅を深さではなく制限すると、制約量子探索の過去の最適性を克服することができる。
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