論文の概要: An efficient combination of quantum error correction and authentication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.09686v1
- Date: Thu, 17 Nov 2022 17:25:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 06:39:12.581206
- Title: An efficient combination of quantum error correction and authentication
- Title（参考訳）: 量子誤差補正と認証の効率的な組み合わせ
- Authors: Yfke Dulek, Garazi Muguruza and Florian Speelman
- Abstract要約: 1つのコードで2つの機能を組み合わせることで、より効率的に実現できるかどうかを調査する。
同じレベルのセキュリティとロバスト性を達成するために、しきい値符号は多対数的に少ない量子ビットを必要とすることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1602089225841632
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: When sending quantum information over a channel, we want to ensure that the
message remains intact. Quantum error correction and quantum authentication
both aim to protect (quantum) information, but approach this task from two very
different directions: error-correcting codes protect against probabilistic
channel noise and are meant to be very robust against small errors, while
authentication codes prevent adversarial attacks and are designed to be very
sensitive against any error, including small ones.
In practice, when sending an authenticated state over a noisy channel, one
would have to wrap it in an error-correcting code to counterbalance the
sensitivity of the underlying authentication scheme. We study the question of
whether this can be done more efficiently by combining the two functionalities
in a single code. To illustrate the potential of such a combination, we design
the threshold code, a modification of the trap authentication code which
preserves that code's authentication properties, but which is naturally robust
against depolarizing channel noise. We show that the threshold code needs
polylogarithmically fewer qubits to achieve the same level of security and
robustness, compared to the naive composition of the trap code with any
concatenated CSS code. We believe our analysis opens the door to combining more
general error-correction and authentication codes, which could improve the
practicality of the resulting scheme.
- Abstract（参考訳）: チャネル上で量子情報を送信する場合、メッセージがそのまま残っていることを保証したい。
量子エラー訂正と量子認証はどちらも(量子)情報を保護することを目的としているが、このタスクを2つの全く異なる方向からアプローチする: 誤り訂正コードは確率的なチャネルノイズから保護し、小さなエラーに対して非常に堅牢である。
実際には、ノイズの多いチャネル上で認証された状態を送信する場合、基盤となる認証スキームの感度のバランスを崩すために、エラー訂正コードにラップする必要がある。
一つのコードに2つの機能を組み合わせることで、これをより効率的に行うことができるかどうかを問う。
このような組み合わせの可能性を説明するために、しきい値符号、すなわち、そのコードの認証特性を保持するが、チャネルノイズの非分極に対して自然に頑健なトラップ認証コードの修正を設計する。
しきい値コードは、結合されたcssコードとトラップコードのネイブな構成と比較して、同じレベルのセキュリティとロバスト性を達成するために、多対数的に少ないキュービットを必要とすることを示した。
我々の分析は、より一般的な誤り訂正符号と認証符号を組み合わせるための扉を開き、その結果のスキームの実用性を向上させることができると考えている。
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