关于S|LWE⟩和ISIS之间的量子等价性

Chen、Liu和Zhandry [CLZ22]提出了|S⟩|LWE⟩和|C⟩|LWE⟩问题,作为带错误学习问题的量子类比,旨在构建非均匀短整数解(ISIS)问题的量子算法。后续的几项研究已利用此框架在特定情况下构建了新的量子算法。然而,这些问题之间的普遍关系仍不明确。 本文研究了|S⟩|LWE⟩与ISIS之间的等价性。该团队首次提出了从ISIS到|S⟩|LWE⟩的完全通用归约,即使底层算法存在错误也依然有效。随后,该团队探讨了反向关系,引入了|C⟩|LWE⟩的非均匀变体,记为|I⟩|C⟩|LWE⟩,并证明|I⟩|C⟩|LWE⟩可归约至|S⟩|LWE⟩。最后,该团队证明在特定可恢复性条件下,针对ISIS的算法可转化为针对|S⟩|LWE⟩的算法。该团队通过调整已知的(I)SIS∞算法,在字母表大小q为2的小次幂时,实例化了这一反向归约,从而构建了针对|S⟩|LWE⟩的量子算法,复现了Bai等人[BJK+25]的部分结果。因此,该团队的研究结果阐明了|S⟩|LWE⟩与ISIS之间归约的格局,既展示了它们的紧密联系,也揭示了证明完全等价性所面临的剩余障碍。

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提交arXiv: 2025-10-07 16:25
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