論文の概要: Quantum Error Correction in Adversarial Regimes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.08943v1
• Date: Wed, 10 Sep 2025 19:08:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 16:52:24.117491
• Title: Quantum Error Correction in Adversarial Regimes
• Title（参考訳）: 逆数レジームにおける量子エラー補正
• Authors: Rahul Arvind, Nikhil Bansal, Dax Enshan Koh, Tobias Haug, Kishor Bharti,
• Abstract要約: 攻撃者が意図的に戦略的に量子データを破壊できる敵の設定では、標準的な量子エラー補正はその限界に達する。 量子リストの復号化は有望な代替手段だ。 デコーダが可能性のあるエラーの短いリストを出力できるようにすることで、最悪のノイズの下でも、はるかに多くのエラーを許容することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7476861985233554
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In adversarial settings, where attackers can deliberately and strategically corrupt quantum data, standard quantum error correction reaches its limits. It can only correct up to half the code distance and must output a unique answer. Quantum list decoding offers a promising alternative. By allowing the decoder to output a short list of possible errors, it becomes possible to tolerate far more errors, even under worst-case noise. But two fundamental questions remain: which quantum codes support list decoding, and can we design decoding schemes that are secure against efficient, computationally bounded adversaries? In this work, we answer both. To identify which codes are list-decodable, we provide a generalized version of the Knill-Laflamme conditions. Then, using tools from quantum cryptography, we build an unambiguous list decoding protocol based on pseudorandom unitaries. Our scheme is secure against any quantum polynomial-time adversary, even across multiple decoding attempts, in contrast to previous schemes. Our approach connects coding theory with complexity-based quantum cryptography, paving the way for secure quantum information processing in adversarial settings.
• Abstract（参考訳）: 攻撃者が意図的に戦略的に量子データを破壊できる敵の設定では、標準的な量子エラー補正はその限界に達する。 コード距離の最大半分しか修正できず、ユニークな回答を出力しなければならない。 量子リストの復号化は有望な代替手段だ。 デコーダが可能性のあるエラーの短いリストを出力できるようにすることで、最悪のノイズの下でも、はるかに多くのエラーを許容することができる。 しかし、2つの基本的な疑問が残る: リストのデコードをサポートする量子コードと、効率的で計算に拘束された敵に対してセキュアなデコードスキームを設計できるか? この作業では、両方に答える。 どの符号がリスト化可能かを特定するために、Knill-Laflamme条件の一般化版を提供する。 次に、量子暗号のツールを用いて、擬似乱数ユニタリに基づくあいまいなリスト復号プロトコルを構築する。 我々のスキームは、以前のスキームとは対照的に、複数の復号化の試みでさえも、任意の量子多項式時間逆数に対して安全である。 我々のアプローチは、符号化理論と複雑性に基づく量子暗号を結びつけ、敵対的設定におけるセキュアな量子情報処理の道を開く。

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