論文の概要: Beyond NISQ Assumptions: One-time Memory in the Classically Accessible Random-Oracle Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.32603v1
• Date: Sat, 26 Sep 2026 13:22:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-07 05:21:00.795259
• Title: Beyond NISQ Assumptions: One-time Memory in the Classically Accessible Random-Oracle Model
• Title（参考訳）: NISQの想定を超える - 古典的なアクセシブルなランダム-Oracleモデルにおける1回のメモリ
• Abstract要約: 我々は, [BDF+11] や [AK22] のように古典的にアクセス可能なランダムオラクルモデル (CAROM) を適用する。 シミュレーション・セキュアな1時間メモリ(OTM)をCAROM下で実現可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.865029600972317
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum information enables many cryptographic primitives that are impossible in the classical world. A line of works has developed cryptographic protocol under the assumption that quantum adversaries are restricted to noisy intermediate-scale quantum (NISQ) computing power, enabling strong one-time functionalities. But the advent of early fault-tolerant quantum computers eras will allow deeper logical quantum circuits, calling into questions the applicability of these NISQ-based assumptions. In this work, we adapt the classically accessible random oracle model (CAROM) as in [BDF+11] and [AK22], in which adversaries are only allowed to classically query the random oracle. The restriction is well motivated for NISQ quantum adversaries and may remain plausible in the presence of early fault-tolerant quantum computers. Then, we show that an efficient simulation-secure one-time memory (OTM) is possible under CAROM. Our protocol uses only BB84 states and has quadratic communication: for a $λ$-bit message and integer-valued parameters $n=n(λ)$ and $\ell=\ell(λ)$, the construction uses $n\ell$ qubits and $(n+2)λ$ classical bits, and for any quantum adversary with at most $2^{\ell/2-1}-1$ classical queries to the random oracle, its simulation advantage is at most $(n+3)\left(\frac{3}{4}\right)^n.$ Hence exponentially small simulation advantage in $n$.
• Abstract（参考訳）: 量子情報は、古典世界では不可能な多くの暗号プリミティブを可能にする。 量子敵はノイズの多い中間スケール量子(NISQ)コンピューティングパワーに制限され、強力なワンタイム機能を実現するという前提のもと、暗号プロトコルを開発した。 しかし、初期のフォールトトレラント量子コンピュータの出現は、より深い論理量子回路を可能にし、これらのNISQベースの仮定の適用可能性に疑問を投げかけることになる。 本研究では, [BDF+11] や [AK22] のように古典的にアクセス可能なランダムオラクルモデル (CAROM) を適用する。 この制限は、NISQ量子敵に対して十分に動機付けられており、早期のフォールトトレラント量子コンピュータの存在下では確実なままである。 そして,CAROM下では,効率的なシミュレーション・セキュアな1時間メモリ(OTM)が実現可能であることを示す。 我々のプロトコルはBB84状態のみを使用し、二次的な通信を行う:$λ$-bitメッセージと整数値パラメータ$n=n(λ)$と$\ell=\ell(λ)$に対して、構成は$n\ell$ qubitsと$(n+2)λ$classic bitsを使用し、ランダムなオラクルへの古典的なクエリが少なくとも2つのellell/2-1}-1$を持つ量子逆数に対して、そのシミュレーションの利点は少なくとも$(n+3)\left(\frac{3}{4}\right)^nである。 指数関数的に小さなシミュレーションの利点は$n$である。

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