論文の概要: Thermodynamic Limits of Quantum Search

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.13654v1
• Date: Fri, 13 Mar 2026 23:30:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-17 16:19:35.318378
• Title: Thermodynamic Limits of Quantum Search
• Title（参考訳）: 量子探索の熱力学限界
• Authors: Ralf Riedinger,
• Abstract要約: 星形成が止まるまで、831ビット長の秘密鍵は膨張し、ダークエネルギーが支配する宇宙では決定的に再構成できない。 この限界を適用すれば、星形成が止まるまで、831ビット長の秘密鍵は膨張するダークエネルギー支配宇宙において決定的に再構成できないことが分かる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Modern cryptography relies on keyed symmetric ciphers to ensure the secrecy and authenticity of high bandwidth data transfer. While the advent of quantum computers poses a challenge for public key cryptography, unbroken ciphers are considered safe against quantum attacks if their key is sufficiently long. However, concrete bounds on the required key length thus far remain elusive: Despite the well known asymptotic complexity of Grover's quantum search, the optimal algorithm to recover a secret key, no implementation-agnostic tight bounds were established. Here, we discuss the quantum thermodynamic limits of generic search algorithms, and find a work-runtime trade-off for autonomous computers with a fundamental lower bound. By devising an application-specific quantum protocol, which outperforms circuit and adiabatic implementations, and saturates this bound, we demonstrate that it is tight. Applying this limit, we find that a secret key of 831 bit length cannot be reconstructed deterministically in an expanding, dark-energy-dominated universe until star formation is expected to cease. Implications for post quantum cryptography, and quantum key distribution are discussed.
• Abstract（参考訳）: 現代の暗号は、高帯域データ転送の秘密性と信頼性を確保するために鍵付き対称暗号に依存している。 量子コンピュータの出現は公開鍵暗号にとって課題となるが、鍵が十分に長い場合、解読されていない暗号は量子攻撃に対して安全であると考えられている。 グロバーの量子探索のよく知られた漸近的な複雑さにもかかわらず、秘密鍵を復元する最適なアルゴリズムは確立されなかった。 本稿では、ジェネリックサーチアルゴリズムの量子熱力学限界について論じ、基本値の低い自律型コンピュータに対するワーク・ランタイムトレードオフを求める。 アプリケーション固有の量子プロトコルを考案し、回路および断熱実装を上回り、この境界を飽和させることにより、厳密であることを示す。 この限界を適用すれば、星形成が止まるまで、831ビット長の秘密鍵は膨張するダークエネルギー支配宇宙において決定的に再構成できないことが分かる。 ポスト量子暗号や量子鍵分布への含意について論じる。

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