論文の概要: Quantum Public Key Encryption for NISQ Devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.17758v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 13:20:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.408296
• Title: Quantum Public Key Encryption for NISQ Devices
• Title（参考訳）: NISQデバイスのための量子公開鍵暗号
• Authors: Nishant Rodrigues, Walter O. Krawec, Brad Lackey, Deb Mukhopadhyay, Bing Wang,
• Abstract要約: 量子公開鍵暗号(quantum public-key encryption, PKE)は、量子暗号において重要なプリミティブである。 量子古典的な公開鍵と古典的な暗号文を用いたPKE方式を設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.773399736037789
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum public-key encryption (PKE), where public-keys and/or ciphertexts can be quantum states, is an important primitive in quantum cryptography. Unlike classical PKE (e.g., RSA or ECC), quantum PKE can leverage quantum-secure cryptographic assumptions or the principles of quantum mechanics for security. It has great potential in providing for secure cryptographic systems under potentially weaker assumptions than is possible classically. In addition, it is of both practical and theoretical interest, opening the door to novel cryptographic systems not possible with classical information alone. While multiple quantum PKE schemes have been proposed, they require a large number of qubits acting coherently, and are not practical on current noisy quantum devices. In this paper, we design a practical quantum PKE scheme, taking into account the constraints of current NISQ devices. Specifically, we design a PKE scheme with quantum-classical public keys and classical ciphertexts, that is noise-resilient and only requires a small number of qubits acting coherently. In addition, our design provides tradeoffs in terms of efficiency and the number of qubits that are required.
• Abstract（参考訳）: 公開鍵および/または暗号文を量子状態とする量子公開鍵暗号(PKE)は、量子暗号において重要なプリミティブである。 古典的なPKE(例えばRSAやECC)とは異なり、量子PKEはセキュリティのための量子セキュア暗号の仮定や量子力学の原理を利用することができる。 これは、古典的よりも潜在的に弱い仮定の下でセキュアな暗号システムを提供する大きな可能性を秘めている。 加えて、これは実用的かつ理論的な関心事であり、古典的な情報だけでは不可能な新しい暗号システムへの扉を開く。 複数の量子PKEスキームが提案されているが、多くの量子ビットがコヒーレントに振る舞う必要があり、現在のノイズ量子デバイスでは実用的ではない。 本稿では,現在のNISQデバイスの制約を考慮した実用的な量子PKEスキームを設計する。 具体的には、量子古典的な公開鍵と古典的な暗号文を持つPKEスキームを設計する。 さらに、我々の設計は、必要となるキュービット数と効率のトレードオフを提供する。

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