論文の概要: Proofs of quantum memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.04159v1
• Date: Sun, 05 Oct 2025 11:23:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.494287
• Title: Proofs of quantum memory
• Title（参考訳）: 量子メモリの証明
• Authors: Minki Hhan, Tomoyuki Morimae, Yasuaki Okinaka, Takashi Yamakawa,
• Abstract要約: PoQMは古典的確率時間検証器と量子量子時間の間の対話プロトコルである。 PoQMの特定の制限バージョンは量子古典通信(QCCC)鍵交換を意味する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.054720258483096
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: With the rapid advances in quantum computer architectures and the emerging prospect of large-scale quantum memory, it is becoming essential to classically verify that remote devices genuinely allocate the promised quantum memory with specified number of qubits and coherence time. In this paper, we introduce a new concept, proofs of quantum memory (PoQM). A PoQM is an interactive protocol between a classical probabilistic polynomial-time (PPT) verifier and a quantum polynomial-time (QPT) prover over a classical channel where the verifier can verify that the prover has possessed a quantum memory with a certain number of qubits during a specified period of time. PoQM generalize the notion of proofs of quantumness (PoQ) [Brakerski, Christiano, Mahadev, Vazirani, and Vidick, JACM 2021]. Our main contributions are a formal definition of PoQM and its constructions based on hardness of LWE. Specifically, we give two constructions of PoQM. The first is of a four-round and has negligible soundness error under subexponential-hardness of LWE. The second is of a polynomial-round and has inverse-polynomial soundness error under polynomial-hardness of LWE. As a lowerbound of PoQM, we also show that PoQM imply one-way puzzles. Moreover, a certain restricted version of PoQM implies quantum computation classical communication (QCCC) key exchange.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータアーキテクチャの急速な進歩と大規模量子メモリの今後の展望により、リモートデバイスが約束される量子メモリを特定の量子ビット数とコヒーレンス時間で真に割り当てていることを古典的に検証することが重要になっている。 本稿では,量子メモリの証明(PoQM)という新しい概念を紹介する。 PoQMは、古典的確率多項式時間(PPT)検証器と量子多項式時間(QPT)証明器との間の対話的プロトコルであり、検証器が特定の期間に特定の量子ビットを持つ量子メモリを持っていることを検証できる古典的チャネル上の量子多項式時間(QPT)証明器である。 PoQMは量子性の証明(PoQ)の概念を一般化する(Brakerski, Christiano, Mahadev, Vazirani, Vidick, JACM 2021)。 我々の主な貢献は、LWEの硬さに基づくPoQMとその構成の形式的定義である。 具体的には、PoQMの2つの構成を与える。 1つ目は4ラウンドで、LWEのサブ指数硬度の下では無視できる音質誤差を持つ。 2つ目は多項式丸で、LWEの多項式硬さの下で逆多項式音響誤差を持つ。 PoQMの下位バウンドとして、PoQMは片道パズルを意味することを示す。 さらに、ある制限されたバージョンのPoQMは量子計算古典通信(QCCC)鍵交換を意味する。

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