論文の概要: A Computational Separation Between Quantum No-cloning and No-telegraphing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.01858v3
• Date: Sat, 19 Oct 2024 23:13:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-22 13:12:29.692801
• Title: A Computational Separation Between Quantum No-cloning and No-telegraphing
• Title（参考訳）: 量子no-cloningとno-telegraphingの計算的分離
• Authors: Barak Nehoran, Mark Zhandry,
• Abstract要約: 量子情報の基本的なno-go定理の2つは、非閉定理とno-teleportation定理である。 量子状態と量子オラクルの集合を与え、それらの状態は効率的にクローニングできるが、効率的に電信できない。 このような状態がキーの消去を防ぐためにどのように使用できるかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.520158869896395
• License:
• Abstract: Two of the fundamental no-go theorems of quantum information are the no-cloning theorem (that it is impossible to make copies of general quantum states) and the no-teleportation theorem (the prohibition on telegraphing, or sending quantum states over classical channels without pre-shared entanglement). They are known to be equivalent, in the sense that a collection of quantum states is telegraphable if and only if it is clonable. Our main result suggests that this is not the case when computational efficiency is considered. We give a collection of quantum states and quantum oracles relative to which these states are efficiently clonable but not efficiently telegraphable. Given that the opposite scenario is impossible (states that can be telegraphed can always trivially be cloned), this gives the most complete quantum oracle separation possible between these two important no-go properties. We additionally study the complexity class clonableQMA, a subset of QMA whose witnesses are efficiently clonable. As a consequence of our main result, we give a quantum oracle separation between clonableQMA and the class QCMA, whose witnesses are restricted to classical strings. We also propose a candidate oracle-free promise problem separating these classes. We finally demonstrate an application of clonable-but-not-telegraphable states to cryptography, by showing how such states can be used to protect against key exfiltration.
• Abstract（参考訳）: 量子情報の基本的なno-go定理の2つは、非閉定理(一般的な量子状態のコピーを作るのが不可能である)とno-teleportation定理(電信の禁止、あるいは非共有の絡み合いのない古典的なチャネルに量子状態を送ること)である。 それらは、量子状態の集まりが電信可能であるという意味では、同値であることが知られている。 本研究の主な成果は,計算効率を考慮に入れた場合ではないことを示唆している。 量子状態と量子オラクルの集合を与え、それらの状態は効率的にクローニングできるが、効率的に電信できない。 反対のシナリオは不可能である(電信できる状態は常に自明にクローン化できる)ことを考えると、これはこれらの2つの重要なno-go特性の間の最も完全な量子オラクル分離を可能にする。 また,複雑性クラスであるclonableQMA(QMA)について検討した。 主な結果から,古典的弦に制限された閉包QMAとクラスQCMAとを量子オラクルで分離する。 また,これらのクラスを分離したオラクルフリーの公約問題も提案する。 最終的に、暗号に対するクローナブルだが非グラフ化可能な状態の応用を実証し、そのような状態が鍵の消去を防ぐためにどのように使用できるかを示す。

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