Fugu-MT 論文翻訳(概要): Quantum circuit for implementing AES S-box with low costs

論文の概要: Quantum circuit for implementing AES S-box with low costs

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.06097v2
Date: Fri, 01 Aug 2025 14:17:13 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.472882
Title: Quantum circuit for implementing AES S-box with low costs
Title（参考訳）: 低コストAES Sボックス実装のための量子回路
Authors: Huinan Chen, Binbin Cai, Fei Gao, Song Lin,
Abstract要約: これにより、行列乗算における$CNOT$ゲートの数を減らすことにより、Sボックスの実装に必要な量子リソースオーバーヘッドを低減することができる。線形鍵スケジュールにより、AES-128量子回路は回路幅の積を102800ドルに減らした。
参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2002244657481826
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: The Advanced Encryption Standard (AES) is widely used and well-studied for its efficiency and strong security. This paper presents quantum circuit designs for the AES S-box by introducing the composite field $ F((2^4)^2) $ to replace the traditional field $ F(2^8) $, enabling the inversion to be decomposed into operations over $ F(2^4) $. This work reduces the quantum resource overhead required for implementing the S-box by decreasing the number of $CNOT$ gates in the matrix multiplication, lowering the depth of $T$ gates in both the inversion circuit and the multiplication circuit. Besides, the widths for the S-box quantum circuits are also optimized during the inversion circuit and multiplication circuit. With a linear key schedule, the resulting AES-128 quantum circuit reduce the product of the circuit width and $T$ depth to 102800, which is the lowest known to date.
Abstract（参考訳）: Advanced Encryption Standard (AES)は、その効率性と強力なセキュリティのために広く使われ、よく研究されている。本稿では, AES S-box の量子回路設計について, 合成体 $F((2^4)^2) $ を導入して, 従来の体 $F(2^8) $ を置き換えることで, インバージョンを $F(2^4) $ 上の演算に分解できるようにする。この研究は、行列乗算における$CNOT$ゲートの数を減らし、逆回路と乗算回路の両方において$T$ゲートの深さを下げることで、Sボックスの実装に必要な量子リソースオーバーヘッドを低減する。さらに、Sボックス量子回路の幅は、反転回路と乗算回路の間も最適化される。線形鍵スケジュールにより、AES-128量子回路は回路幅の積を減らし、深さを102800ドルに減らした。

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