論文の概要: Unclonable Cryptography in Linear Quantum Memory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04633v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 18:30:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.556316
• Title: Unclonable Cryptography in Linear Quantum Memory
• Title（参考訳）: 線形量子メモリにおける不可禁暗号
• Authors: Omri Shmueli, Mark Zhandry,
• Abstract要約: 暗号では、量子状態は長期暗号鍵として用いられる。 量子プロトコルにおける永続メモリを最小限にすることが重要である。 我々はコセット状態を用いて暗号システムのセキュリティを証明する新しい技術を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.502761612692929
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum cryptography is a rapidly-developing area which leverages quantum information to accomplish classically-impossible tasks. In many of these protocols, quantum states are used as long-term cryptographic keys. Typically, this is to ensure the keys cannot be copied by an adversary, owing to the quantum no-cloning theorem. Unfortunately, due to quantum state's tendency to decohere, persistent quantum memory will likely be one of the most challenging resources for quantum computers. As such, it will be important to minimize persistent memory in quantum protocols. In this work, we consider the case of one-shot signatures (OSS), and more general quantum signing tokens. These are important unclonable primitives, where quantum signing keys allow for signing a single message but not two. Naturally, these quantum signing keys would require storage in long-term quantum memory. Very recently, the first OSS was constructed in a classical oracle model and also in the standard model, but we observe that the quantum memory required for these protocols is quite large. In this work, we significantly decrease the quantum secret key size, in some cases achieving asymptotically optimal size. To do so, we develop novel techniques for proving the security of cryptosystems using coset states, which are one of the main tools used in unclonable cryptography.
• Abstract（参考訳）: 量子暗号(Quantum Cryptography)は、量子情報を利用して古典的に不可能なタスクを遂行する、急速に発展する分野である。 これらのプロトコルの多くでは、量子状態は長期暗号鍵として使用される。 典型的には、これは量子的非閉定理により、鍵が敵によってコピーされないことを保証するためである。 残念なことに、量子状態が分離する傾向にあるため、永続的な量子メモリは量子コンピュータにとって最も困難なリソースの1つになるだろう。 そのため、量子プロトコルにおける永続メモリを最小限にすることが重要である。 本研究では、ワンショットシグネチャ(OSS)やより一般的な量子署名トークンについて考察する。 量子署名キーは1つのメッセージに2つではなく1つのメッセージに署名することができる。 当然、これらの量子署名キーは長期量子メモリの記憶を必要とする。 ごく最近になって、最初のOSSは古典的なオラクルモデルと標準モデルで構築されたが、これらのプロトコルに必要な量子メモリは非常に大きいことが観察された。 本研究では,量子秘密鍵サイズを著しく減少させ,漸近的に最適なサイズを達成する場合がある。 そこで我々は,コセット状態を用いた暗号システムのセキュリティを証明する新しい手法を開発した。

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