論文の概要: Pseudorandom (Function-Like) Quantum State Generators: New Definitions and Applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.01444v3
• Date: Fri, 9 Jun 2023 16:07:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-12 18:05:20.102706
• Title: Pseudorandom (Function-Like) Quantum State Generators: New Definitions and Applications
• Title（参考訳）: Pseudorandom(Function-like)量子状態発生器:新しい定義と応用
• Authors: Prabhanjan Ananth, Aditya Gulati, Luowen Qian, Henry Yuen
• Abstract要約: 擬似ランダム状態の新しい定義、新しい性質、応用について検討する。 Pseudorandom quantum state (PRS) は、計算的にハールランドムと区別できない効率的な構成可能な状態である。 対数的な出力長を持つPSSジェネレータは、古典的な通信によるコミットメントと暗号化スキームを暗示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.2051162210119495
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Pseudorandom quantum states (PRS) are efficiently constructible states that are computationally indistinguishable from being Haar-random, and have recently found cryptographic applications. We explore new definitions, new properties and applications of pseudorandom states, and present the following contributions: 1. New Definitions: We study variants of pseudorandom function-like state (PRFS) generators, introduced by Ananth, Qian, and Yuen (CRYPTO'22), where the pseudorandomness property holds even when the generator can be queried adaptively or in superposition. We show feasibility of these variants assuming the existence of post-quantum one-way functions. 2. Classical Communication: We show that PRS generators with logarithmic output length imply commitment and encryption schemes with classical communication. Previous constructions of such schemes from PRS generators required quantum communication. 3. Simplified Proof: We give a simpler proof of the Brakerski--Shmueli (TCC'19) result that polynomially-many copies of uniform superposition states with random binary phases are indistinguishable from Haar-random states. 4. Necessity of Computational Assumptions: We also show that a secure PRS with output length logarithmic, or larger, in the key length necessarily requires computational assumptions.
• Abstract（参考訳）: Pseudorandom quantum state (PRS) は、計算的にHaar-randomと区別できない効率的な構成可能な状態であり、最近暗号アプリケーションを発見した。 新しい定義、新しい性質、および擬似乱数状態の応用について検討し、1.新しい定義: ananth, qian, yuen (crypto'22) によって導入された疑似乱数関数様状態 (prfs) 生成器の変種について検討する。 量子後片方向関数の存在を前提として,これらの変種の有効性を示す。 2. 古典通信: 対数出力長のPSSジェネレータは, 古典通信のコミットメントと暗号化スキームを暗示することを示す。 PRSジェネレータからのこのようなスキームの以前の構築は、量子通信を必要とした。 3. 単純化された証明: ブラカースキー-シュマウレイ (TCC'19) の結果のより単純な証明は、ランダムな二項相を持つ一様重ね合わせ状態の多項式的に多くのコピーがハールランダム状態と区別できないことである。 4. 計算的仮定の必要性: 出力長対数あるいはキー長の大きいセキュアなPSSは必ずしも計算的な仮定を必要とすることを示す。

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