論文の概要: Pseudorandom unitaries with non-adaptive security

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.14803v1
• Date: Thu, 22 Feb 2024 18:56:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-23 13:52:38.255864
• Title: Pseudorandom unitaries with non-adaptive security
• Title（参考訳）: 非適応的セキュリティを持つ疑似ランダムユニタリ
• Authors: Tony Metger, Alexander Poremba, Makrand Sinha, Henry Yuen
• Abstract要約: 本稿では、ランダムなクリフォードユニタリ、擬似乱数二相演算子、擬似乱数置換演算子の結合であるPRU構成を提案する。 このPRU構造は、量子セキュア片方向関数の存在を前提として、非適応微分器に対して安全であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.15464425520681
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Pseudorandom unitaries (PRUs) are ensembles of efficiently implementable unitary operators that cannot be distinguished from Haar random unitaries by any quantum polynomial-time algorithm with query access to the unitary. We present a simple PRU construction that is a concatenation of a random Clifford unitary, a pseudorandom binary phase operator, and a pseudorandom permutation operator. We prove that this PRU construction is secure against non-adaptive distinguishers assuming the existence of quantum-secure one-way functions. This means that no efficient quantum query algorithm that is allowed a single application of $U^{\otimes \mathrm{poly}(n)}$ can distinguish whether an $n$-qubit unitary $U$ was drawn from the Haar measure or our PRU ensemble. We conjecture that our PRU construction remains secure against adaptive distinguishers, i.e. secure against distinguishers that can query the unitary polynomially many times in sequence, not just in parallel.
• Abstract（参考訳）: Pseudorandom Unitary (PRU) は、Haarランダムユニタリと区別できない効率的な実装可能なユニタリ演算子の集合である。 本稿では、ランダムなクリフォードユニタリ、擬似乱数二相演算子、擬似乱数置換演算子の結合である単純なPRU構成を提案する。 このPRU構造は、量子セキュア片方向関数の存在を前提として、非適応微分器に対して安全であることを示す。 つまり、$u^{\otimes \mathrm{poly}(n)}$の単一の応用を許される効率的な量子クエリアルゴリズムは、n$-qubitユニタリ$u$がハール測度または我々のpruアンサンブルから引き出されたかどうかを区別できない。 我々は、pru構成が適応的識別器に対して安全であり続けると仮定する。すなわち、単項多項式を並列ではなく列で何度もクエリできる識別器に対して安全である。

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