論文の概要: A New Approach to Arguments of Quantum Knowledge

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.05316v2
• Date: Thu, 09 Oct 2025 16:54:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 12:56:53.561423
• Title: A New Approach to Arguments of Quantum Knowledge
• Title（参考訳）: 量子知識論の新しいアプローチ
• Authors: James Bartusek, Ruta Jawale, Justin Raizes, Kabir Tomer,
• Abstract要約: QMAのための非対話型ゼロ知識論法を構築する。 我々の建設の安全性は、ポストクォータの識別不能な難読器の使用にかかっている。 ハッシュ関数を用いることで、オブファスケータの使用を代替する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.308136763388957
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We construct a non-interactive zero-knowledge argument system for QMA with the following properties of interest. 1. Transparent setup. Our protocol only requires a uniformly random string (URS) setup. The only prior (publicly-verifiable) NIZK for QMA (Bartusek and Malavolta, ITCS 2022) requires an entire obfuscated program as the common reference string. 2. Extractability. Valid QMA witnesses can be extracted directly from our accepting proofs. That is, we obtain an argument of knowledge, which was previously only known in a secret parameters model (Coladangelo, Vidick, and Zhang, CRYPTO 2020). At the heart of our construction is a novel application of the coset state authentication scheme from (Bartusek, Brakerski, and Vaikuntanathan, STOC 2024) to the setting of QMA verification. Along the way, we establish new properties of the authentication scheme, and design a new type of ZX QMA verifier with ``strong completeness.'' The security of our construction rests on the heuristic use of a post-quantum indistinguishability obfuscator. However, rather than rely on the full-fledged classical oracle model (i.e. ideal obfuscation), we isolate a particular game-based property of the obfuscator that suffices for our proof, which we dub the evasive composability heuristic. Going a step further, we show how to replace the heuristic use of an obfuscator with the heuristic use of a hash function (plus sub-exponentially secure functional encryption). We accomplish this by establishing security of the ideal obfuscation scheme of Jain, Lin, Luo, and Wichs (CRYPTO 2023) in the quantum pseudorandom oracle model, which can be heuristically instantiated with a hash function. This result is of independent interest, and allows us to translate several quantum-cryptographic results that were only known in the classical oracle model to results in the quantum pseudorandom oracle model.
• Abstract（参考訳）: 以下に示す性質を持つQMAの非対話的ゼロ知識論証システムを構築する。 透明なセットアップ。 我々のプロトコルでは、一様ランダム文字列(URS)の設定しか必要としない。 QMA (Bartusek and Malavolta, ITCS 2022) の以前の (公に検証可能な) NIZK は、一般的な参照文字列として、完全に難読化されたプログラムを必要とする。 2. 抽出性。 有効なQMA証人は、我々の受け入れ証明から直接抽出することができる。 すなわち、これまで秘密パラメータモデル(Coladangelo, Vidick, Zhang, CRYPTO 2020)でしか知られていなかった知識の議論を得る。 我々の構築の中心は、(Bartusek, Brakerski, Vaikuntanathan, STOC 2024)コセット状態認証方式のQMA検証設定への新しい適用である。 その過程で認証方式の新たな特性を確立し、 ``strong completeness' を持つ新しいタイプのZX QMA検証器を設計する。 「「建築の安全は、ポスト・クォータムの識別不能な難解者によるヒューリスティックな利用にかかっている。」 しかし、本格的な古典的オラクルモデル(即ち理想的難読化)に頼るのではなく、我々の証明のために十分であるオブファスケータの特定のゲームベースの性質を分離し、回避可能な構成性ヒューリスティックを導出する。 さらに一歩進めると、オブファスケータのヒューリスティックな使用をハッシュ関数のヒューリスティックな使用に置き換える方法が示されます。 我々は、量子擬似ランダムオラクルモデルにおいて、Jain, Lin, Luo, Wichs(CRYPTO 2023)の理想的な難読化スキームのセキュリティを確立し、ハッシュ関数でヒューリスティックにインスタンス化することができる。 この結果は独立した関心事であり、古典的なオラクルモデルでしか知られていなかったいくつかの量子暗号結果を量子擬似ランダムオラクルモデルに翻訳することができる。

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