論文の概要: On the Limitations of Pseudorandom Unitaries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.24484v1
• Date: Mon, 29 Sep 2025 08:55:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-30 22:32:19.878161
• Title: On the Limitations of Pseudorandom Unitaries
• Title（参考訳）: Pseudorandom Unitaryの限界について
• Authors: Prabhanjan Ananth, Aditya Gulati, Yao-Ting Lin,
• Abstract要約: Pseudorandom Unitary (PRU) は、Haarのランダムなユニタリーと計算的に区別できない計算可能なユニタリーである。 ブラックボックス方式で擬似乱数ユニタリからQCCCビットのコミットメントとQCCC鍵契約を構築することはできないことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.60235820080219
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Pseudorandom unitaries (PRUs), one of the key quantum pseudorandom notions, are efficiently computable unitaries that are computationally indistinguishable from Haar random unitaries. While there is evidence to believe that PRUs are weaker than one-way functions, so far its relationship with other quantum cryptographic primitives (that are plausibly weaker than one-way functions) has not been fully established. In this work, we focus on quantum cryptographic primitives with classical communication, referred to as QCCC primitives. Our main result shows that QCCC bit commitments and QCCC key agreement, cannot be constructed from pseudorandom unitaries in a black-box manner. Our core technical contribution is to show (in a variety of settings) the difficulty of distinguishing identical versus independent Haar unitaries by separable channels. Our result strictly improves upon prior works which studied similar problems in the context of learning theory [Anshu, Landau, Liu, STOC 2022] and cryptography [Ananth, Gulati, Lin, TCC 2024].
• Abstract（参考訳）: Pseudorandom Unitary (PRU) は、量子擬似ランダムの概念の1つである。 PRUが一方向関数よりも弱いと信じる証拠はあるが、今のところ、他の量子暗号プリミティブ(これは一方向関数よりもかなり弱い)との関係は確立されていない。 本研究では,QCCCプリミティブ(QCCCプリミティブ)と呼ばれる古典的通信を伴う量子暗号プリミティブに着目した。 本結果から,QCCCビットのコミットメントとQCCC鍵契約は,ブラックボックス方式で擬似乱数ユニタリーから構築できないことが明らかとなった。 私たちの中核となる技術的貢献は、(様々な環境で)分離可能なチャネルによって独立したHaarユニタリを区別することの難しさを示すことです。 学習理論(安州・ランドー・リウ・STOC2022)と暗号(南・グラーティ・リン・TCC2024)の文脈で同様の問題を研究した先行研究を厳密に改善する。

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