論文の概要: On the generic structures of the protocols for quantum auction and quantum summation and their relation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.27693v1
• Date: Fri, 26 Jun 2026 03:41:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-29 18:24:25.363244
• Title: On the generic structures of the protocols for quantum auction and quantum summation and their relation
• Title（参考訳）: 量子オークションと量子和のプロトコルの一般構造とその関係について
• Authors: Kabir Sandhu, Sandeep Mishra, Anirban Pathak,
• Abstract要約: SMCタスクの2つの顕著な例は、シールドバイドオークションとセキュアな多人数和である。 既存の量子オークションと量子和のスキームは独立に開発されている。 量子オークションと量子和のための既存のプロトコルの構造対称性が特定される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5076621152335408
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Secure multi-party computation (SMC) addresses the problem of jointly computing global functions of private inputs while revealing minimal information about individual data. Two prominent examples of SMC tasks are sealed-bid auction and secure multi-party summation. Existing schemes for quantum auction and quantum summation have largely been developed independently, motivated by distinct applications and employing different computational primitives. In this work, structural symmetries in existing protocols for quantum auction and quantum summation are identified. In particular, it is established that the core auction primitives including revenue estimation, maximum bid identification, and winner determination can be reduced to repeated invocations of a summation oracle acting on suitably defined indicator functions. Conversely, summation protocols can be naturally embedded as auxiliary subroutines within auction frameworks, establishing summation as a unifying primitive underlying a broad class of auction mechanisms. Further, computational, communication and memory costs of these reductions are analyzed and compared with some of the representative existing protocols. The analysis has revealed that the process of implementing summation tasks through currently known auction protocols leads to additional overhead associated with bid-space exploration and winner determination. The proposed framework is protocol-agnostic and applicable across diverse computational models, including gate-based and photonic implementations. Finally, a proof-of-concept experimental realization (numerical validation) of a two-bidder sealed-bid auction using IBM (optical quantum) hardware is demonstrated to establish that the claimed equivalence is not merely formal but experimentally verifiable with the available hardware.
• Abstract（参考訳）: セキュアなマルチパーティ計算(SMC)は、個々のデータに関する最小限の情報を明らかにしながら、プライベート入力のグローバル関数を共同で計算する問題に対処する。 SMCタスクの2つの顕著な例は、シールドバイドオークションとセキュアなマルチパーティ和である。 既存の量子オークションと量子和のスキームは、主に独立して開発され、異なる応用によって動機付けられ、異なる計算プリミティブが用いられている。 本研究では、既存の量子オークションと量子和のためのプロトコルの構造対称性を同定する。 特に、収益推定、最大入札識別、勝者決定を含む中核オークションプリミティブを、適切に定義された指標関数に作用する和オラクルの繰り返しの呼び出しに還元することができる。 逆に、要約プロトコルは、オークションフレームワーク内で補助的なサブルーチンとして自然に埋め込むことができ、幅広いオークション機構の基盤となる統一プリミティブとして要約を確立することができる。 さらに、これらの削減の計算、通信、メモリコストを解析し、既存の代表的なプロトコルと比較する。 この分析により,現在知られているオークションプロトコルを通した要約タスクの実装プロセスが,入札空間探索や勝者決定に伴うオーバーヘッドを増大させることが明らかとなった。 提案フレームワークはプロトコルに依存しず、ゲートベースやフォトニック実装を含む様々な計算モデルに適用可能である。 最後に、IBM(光学量子)ハードウェアを用いた2バイアスシール型オークションのコンセプト実証実験(数値検証)により、請求値が単に形式的ではなく、利用可能なハードウェアで実験的に検証可能であることを実証した。

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