論文の概要: Pseudorandomness in the (Inverseless) Haar Random Oracle Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.19320v1
- Date: Fri, 25 Oct 2024 06:13:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-28 13:36:43.682451
- Title: Pseudorandomness in the (Inverseless) Haar Random Oracle Model
- Title(参考訳): Oracle モデルにおける擬似ランダム性
- Authors: Prabhanjan Ananth, John Bostanci, Aditya Gulati, Yao-Ting Lin,
- Abstract要約: ランダムオラクルモデルの量子アナログにおいて、量子擬似ランダムの概念の実現可能性について検討する。
このモデルでは、敵対者を含むすべての当事者は、同じハールランダムなユニタリにアクセスすることができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.307303460914328
- License:
- Abstract: We study the (in)feasibility of quantum pseudorandom notions in a quantum analog of the random oracle model, where all the parties, including the adversary, have oracle access to the same Haar random unitary. In this model, we show the following: - (Unbounded-query secure) pseudorandom unitaries (PRU) exist. Moreover, the PRU construction makes two calls to the Haar oracle. - We consider constructions of PRUs making a single call to the Haar oracle. In this setting, we show that unbounded-query security is impossible to achieve. We complement this result by showing that bounded-query secure PRUs do exist with a single query to the Haar oracle. - We show that multi-copy pseudorandom state generators and function-like state generators (with classical query access), making a single call to the Haar oracle, exist. Our results have two consequences: (a) when the Haar random unitary is instantiated suitably, our results present viable approaches for building quantum pseudorandom objects without relying upon one-way functions and, (b) for the first time, we show that the key length in pseudorandom unitaries can be generically shrunk (relative to the output length). Our results are also some of the first usecases of the new "path recording" formalism for Haar random unitaries, introduced in the recent breakthrough work of Ma and Huang.
- Abstract(参考訳): ランダムオラクルモデルの量子アナログにおいて、量子擬似ランダムの概念(in)の実現可能性について検討する。
このモデルでは、以下を示す。 - (Unbounded-query secure) pseudorandom unitaries (PRU)。
さらに、PRU構造はハールオラクルに2つの呼び出しを行う。
-我々は、PRUの構築がハール・オラクルに1回だけ呼び出すと考えている。
この設定では、アンバウンドクエリセキュリティは達成不可能であることを示す。
この結果を補完するために、有界なセキュアなPRUが、Haarオラクルへの単一のクエリで存在することを示す。
-複数コピーの擬似乱数状態生成器と関数ライクな状態生成器(古典的なクエリアクセスを持つ)が存在し、Haarのオラクルへの1つの呼び出しが存在することを示す。
私たちの結果は2つの結果をもたらす。
(a) Haar ランダムユニタリが適当にインスタンス化されると、この結果は片方向関数に頼ることなく量子擬似乱数オブジェクトを構築するための実行可能なアプローチを示す。
b) 初めて擬似乱数ユニタリの鍵長が(出力長に関連して)総称的に小さくなることを示す。
我々の結果は、最近のMaとHuangの画期的な研究で紹介された、Haarランダムなユニタリーのための新しい"パス記録"フォーマリズムの最初のユースケースでもある。
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