論文の概要: A Modular Benchmark of Variational Quantum Attack Algorithms for S-DES
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.30143v1
- Date: Mon, 29 Jun 2026 11:21:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:16.202901
- Title: A Modular Benchmark of Variational Quantum Attack Algorithms for S-DES
- Title（参考訳）: S-DESのための変分量子攻撃アルゴリズムのモジュールベンチマーク
- Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、ノイズの多い中間スケール量子デバイス上での量子暗号解析への有望なアプローチとして登場した。
本稿では,Simplified Data Encryption Standard(S-DES)における変分量子攻撃のベンチマークについて述べる。
我々は、初期状態準備、パラメータ化回路(Ansatz)設計、コスト関数構築、古典最適化の4つのコンポーネントからなる統一フレームワーク内での変動量子攻撃を定式化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.0791009342652
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Variational quantum algorithms (VQAs) have emerged as a promising approach to quantum cryptanalysis on noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices. Although numerous variational attack schemes have been proposed for symmetric cryptosystems, a systematic and modular benchmarking framework to evaluate their performance is still lacking. In this work, we present a comprehensive benchmark study of variational quantum attacks on the Simplified Data Encryption Standard (S-DES), focusing on the modular design choices that determine attack efficiency. We formulate variational quantum attacks within a unified framework consisting of four components: initial state preparation, parameterized circuit (Ansatz) design, cost function construction, and classical optimization. Through numerical simulations, we systematically compare representative design alternatives and evaluate their combinations in terms of convergence behavior, success probability, and effective time complexity. We further introduce standardized metrics for assessing variational quantum attack performance. Our results reveal clear performance hierarchies among different modular configurations and show that carefully optimized designs can significantly outperform naive quantum search. This work establishes a principled benchmark methodology for variational quantum cryptanalysis and positions S-DES as a practical testbed for evaluating quantum attacks on symmetric ciphers in the NISQ era.
- Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、ノイズのある中間スケール量子(NISQ)デバイス上での量子暗号解析への有望なアプローチとして登場した。
対称暗号系に対して数多くの変分攻撃方式が提案されているが、その性能を評価するための体系的でモジュール化されたベンチマークフレームワークはいまだに不足している。
本研究では,Simplified Data Encryption Standard (S-DES) における変動量子攻撃に関する総合的なベンチマークを行い,攻撃効率を決定するモジュール設計の選択に注目した。
我々は、初期状態準備、パラメータ化回路(Ansatz)設計、コスト関数構築、古典最適化の4つのコンポーネントからなる統一フレームワーク内での変動量子攻撃を定式化する。
数値シミュレーションにより,代表設計の選択肢を体系的に比較し,それらの組み合わせを収束挙動,成功確率,有効時間複雑性の観点から評価する。
さらに、変動量子攻撃性能を評価するための標準化された指標についても紹介する。
この結果から,モジュール構成の異なる性能階層が明らかになり,慎重に最適化された設計が単純量子探索を著しく上回ることを示す。
本研究は、変分量子暗号解析のための基本的なベンチマーク手法を確立し、NISQ時代の対称暗号に対する量子攻撃を評価するための実践的なテストベッドとしてS-DESを位置づける。
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