論文の概要: Duality of extremal quantum states in verification and data hiding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.01281v1
• Date: Mon, 01 Sep 2025 09:10:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.617804
• Title: Duality of extremal quantum states in verification and data hiding
• Title（参考訳）: 検証とデータ隠蔽における極端量子状態の二重性
• Authors: Seiseki Akibue, Yuki Takeuchi,
• Abstract要約: 量子状態検証(QSV)と量子データ隠蔽(QDH)は、これまで別々に研究されてきた。 我々は、QSVに必要なサンプルの複雑さやQDHのセキュリティレベルを決定するために、純粋量子状態の基本的な2つの量を考える。 本稿では,既存のプロトコルを一般化した効率的なQSVプロトコルの存在を示し,QDHの基本的制約について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum state verification (QSV) and quantum data hiding (QDH) have so far been studied separately. QSV decides whether a given quantum state is close to the ideal one, with significantly lower sample complexity compared with direct application of quantum tomography. On the other hand, QDH is a cryptographic protocol that encodes secret classical information in multipartite quantum states, providing stronger security guarantees than conventional classical secret-sharing schemes. Here, we consider two fundamental quantities of a pure quantum state, determining the sample complexity needed for QSV or the security level in QDH. We demonstrate that a pure state is most difficult to verify in QSV if and only if it is most secure in QDH with respect to those quantities. Furthermore, for such extremal states, the two fundamental quantities coincide. We also generalize this relationship to one between the security of QDH using mixed states and the sample complexity for quantum subspace verification, which is a generalization of QSV. As an application, we show the existence of efficient QSV protocols that are generalizations of the existing ones and examine the fundamental limitations on QDH by synthesizing research from both domains.
• Abstract（参考訳）: 量子状態検証(QSV)と量子データ隠蔽(QDH)は、これまで別々に研究されてきた。 QSVは、与えられた量子状態が理想的な状態に近いかどうかを決定し、量子トモグラフィーの直接適用と比較して試料の複雑さは著しく低い。 一方、QDHは、秘密の古典情報を多部量子状態にエンコードする暗号プロトコルであり、従来の秘密共有方式よりも強力なセキュリティ保証を提供する。 ここでは、QSVに必要なサンプルの複雑さやQDHのセキュリティレベルを決定するために、純粋量子状態の基本的な2つの量を考える。 これらの量に関してQDHが最も安全である場合に限り、純粋な状態がQSVで検証するのが最も困難であることを示す。 さらに、このような極端状態の場合、2つの基本量は一致する。 また、混合状態を用いたQDHのセキュリティとQSVの一般化である量子部分空間検証におけるサンプル複雑性の関係を一般化する。 アプリケーションとして、既存のプロトコルを一般化した効率的なQSVプロトコルの存在を示し、両方のドメインから研究を合成することによって、QDHの基本的制約について検討する。

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