論文の概要: How to Verify that a Small Device is Quantum, Unconditionally

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.23978v1
• Date: Thu, 29 May 2025 20:09:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-02 19:47:52.650407
• Title: How to Verify that a Small Device is Quantum, Unconditionally
• Title（参考訳）: 小型デバイスが無条件で量子であることの検証方法
• Authors: Giulio Malavolta, Tamer Mour,
• Abstract要約: 量子性の証明(PoQ)により、量子機械が任意の古典機械で不可能な計算を実行しているかどうかを、古典的検証者が効率的に検証することができる。 本稿では,証明者のメモリ上のバウンダリを仮定して,音質が無条件に保持されるPoQプロトコルを構築するための新しい手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.663567847694427
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A proof of quantumness (PoQ) allows a classical verifier to efficiently test if a quantum machine is performing a computation that is infeasible for any classical machine. In this work, we propose a new approach for constructing PoQ protocols where soundness holds unconditionally assuming a bound on the memory of the prover, but otherwise no restrictions on its runtime. In this model, we propose two protocols: 1. A simple protocol with a quadratic gap between the memory required by the honest parties and the memory bound of the adversary. The soundness of this protocol relies on Raz's (classical) memory lower bound for matrix inversion (Raz, FOCS 2016). 2. A protocol that achieves an exponential gap, building on techniques from the literature on the bounded storage model (Dodis et al., Eurocrypt 2023). Both protocols are also efficiently verifiable. Despite having worse asymptotics, our first protocol is conceptually simple and relies only on arithmetic modulo 2, which can be implemented with one-qubit Hadamard and CNOT gates, plus a single one-qubit non-Clifford gate.
• Abstract（参考訳）: 量子性の証明(PoQ)により、量子機械が任意の古典機械で不可能な計算を実行しているかどうかを、古典的検証者が効率的に検証することができる。 本研究では,実演者のメモリ上の制約を前提として,音質が無条件に保持されるPoQプロトコルを構築するための新しい手法を提案する。 本モデルでは、2つのプロトコルを提案する。 1. 正直な相手が要求するメモリと敵のメモリバウンドとの間に2次的なギャップを持つ単純なプロトコル。 このプロトコルの健全性は、行列逆転(Raz, FOCS 2016)に対するRazの(古典的な)メモリローバウンドに依存している。 2. 境界ストレージモデル(Dodis et al , Eurocrypt 2023)の文献に基づく指数的ギャップを実現するプロトコル。 どちらのプロトコルも効率よく検証できる。 より悪い漸近性を持つにもかかわらず、我々の最初のプロトコルは概念的には単純であり、1量子アダマールゲートとCNOTゲートと1量子非クリフォードゲートで実装できる算術モジュロ2にのみ依存する。

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