通过简单经典推理探讨NISQ时代的安全性与复杂性

该研究团队针对“嘈杂中型量子”(NISQ)环境下的安全博弈提出了创新性的提升理论,涵盖混合查询模型、噪声预言机及有限深度模型等场景。首次实现了以下突破:针对可同时执行量子与经典查询的混合算法提出混合提升定理,并为具有噪声预言机访问权限或受限量子深度的量子算法建立提升定理。其核心创新在于开发了专为混合算法设计的“混合相干测量-重编程”框架。借助该提升定理,研究人员仅需通过经典推理计算单一组合量,即可直接验证NISQ安全性并推导复杂度结论。 应用层面,该工作首次实现了混合场景下平均情形的直接乘积定理——作为判定多实例安全博弈混合难度的关键工具。这使得团队能直接推导多种安全博弈的NISQ困难性,包括:(1)加盐博弈的非均匀困难度;(2)特定密码任务的困难性(如单向性与抗碰撞性的多实例版本);(3)诸多其他博弈的均匀或非均匀困难度。这些成果为量子随机预言机模型(QROM)中的安全验证提供了全新方法论。

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