Post-Quantum Multi-Party Computation
我们开始研究多方计算的经典功能（在平原模型）与恶意的多项式时间量子对手的安全性。我们观察到，现有的技术很容易给出一个多项式轮协议，但我们的主要结果是一个建设 * 常数轮 * 后量子多方计算。我们假设轻度超多项式量子硬度的学习错误（LWE），多项式量子硬度的LWE为基础的循环安全假设。在此过程中，我们开发了以下可能具有独立兴趣的密码原语：1。一个用于量子线路可计算关系的幽灵加密方案，来自基于LWE的循环安全假设的量子硬度。这产生了第一个量子多密钥全同态加密方案与经典密钥。2.恒定轮零知识安全对抗多个并行量子验证器，用于量子线路可计算关系的幽灵加密。为了实现这一点，我们开发了一种新的直线非黑盒模拟技术对 * 并行 * 验证，不克隆对手的状态。这构成了我们技术贡献的核心，也可能与经典环境有关。3.基于LWE的适度超多项式量子硬度的恒轮后量子不可延展承诺方案。
2020-11-20 cs.CR quant-ph
Secure Multi-Party Computation with a Dishonest Majority via Quantum Means
本文介绍了一种利用纠缠态的量子关联进行安全多方计算的方案。首先，我们提出了一个计划，两方计算，利用格林伯格-霍恩-蔡林格状态的相关性，提供第三方的帮助下，一个接近私人的计算方案。然后，我们提出了一个变化，这个计划是被动安全的阈值t=2，换句话说，保持安全时，对球员合谋在一起，只要他们忠实地遵循协议。我们表明，这可以推广到计算的n-党多项式的程度为2的阈值为n-1。所实现的阈值显著高于满足界限t<n/2的最佳已知经典阈值。
2010-05-17 quant-ph
Measuring polynomial functions of states
在本文中，我表明，任何$m$次多项式函数的密度矩阵$ρ$的元素，可以通过找到一个观察的期望值上的$m$副本的$ρ$，不进行状态层析成像。由于存在可以近似任何可观测的测量的电路，因此原则上可以找到通过在许多次运行上求平均来估计任何这样的多项式函数的电路。我构造了一些简单的例子，并将这些结果与现有的程序进行比较。
2004-08-30 quant-ph
Quantum secret sharing between m-party and n-party with six states
提出了一个基于三个共轭基（即六个状态）的$m$ -方和$n$ -方量子秘密共享方案.在量子秘密共享过程中，一个单光子序列被直接用于编码经典信息，每个单光子都是在六个状态中的一个状态中制备的。在该方案中，组1中的所有$m$成员各自独立地随机选择自己的密钥，然后通过幺正运算直接将各自的秘密信息编码到单光子的态上，最后一个成员（组1中的第$m$成员）将得到的量子比特中的$1/n$发送给组2中的每个成员。通过测量他们各自的量子位，组2中的所有成员共享组1中所有成员共享的秘密信息。由组1和组2共享的秘密消息，使得每个组的子集或组1的子集和组2的子集的并集都不能提取秘密消息，但是每个整个组（每个组的所有成员）可以。该方案是渐近100%的效率。它使多光子信号特洛伊木马攻击、EPR对伪信号攻击、单光子攻击和不可见光子攻击无效。我们证明了它是安全的，并且比基于两个共轭基的方案具有优势。我们还给出了任意两粒子纠缠态下利用伪信号攻击的不诚实代理窃听加密的平均成功概率的上界。该方案在目前的技术条件下是可行的。
2006-11-07 quant-ph
A quantum homomorphic encryption scheme for polynomial-sized circuits
量子同态加密（QHE）是一种加密方法，它允许使用另一方提供的程序对一方的私有数据进行量子计算，而不会向另一方透露有关数据或程序的大量信息。众所周知，用于不受限制大小的电路的信息理论上安全的QHE将需要指数资源，并且已经构造了用于多项式大小的量子线路的高效计算安全的QHE方案。在本文中，我们首先提出了一个QHE方案的多项式深度的电路类型的基础上，rebit量子计算形式主义。该方案保证了受限类型数据的完全安全。然后，我们提出了一个更大的类的多项式深度的量子线路，其中有部分数据隐私的QHE计划。两种方案都具有良好的电路保密性。我们还提出了一个交互式QHE方案与渐近数据隐私，然而，电路的隐私是不好的，在这个意义上说，谁提供的数据的一方可以欺骗和了解电路。我们表明，这种作弊通常会影响评估的正确性或导致偏离协议。因此，在具有嵌入式验证的交互式方案中，欺骗可以被对方捕获。这种带有验证的方案在数据隐私方面有一个小缺点。最后，我们展示了一些方法，实现一些不平凡的数据隐私和电路隐私的水平，而不诉诸允许提前终止，在QHE问题和经典功能的安全评估。在这些方案中，纠缠和经典通信成本是多项式的电路大小和安全参数（如果有的话）。
2019-08-01 cs.CC cs.CR quant-ph
Quantum linear polynomial evaluation based on XOR oblivious transfer compatible with classical partially homomorphic encryption
该研究提出基于XOR不经意传输的量子线性多项式求值方案，结合经典同态加密或量子计算实现不同安全级别的模2线性多项式求值，还探讨了经典后处理方法。
2023-10-04 quant-ph
Maximal quantum randomness in Bell tests
在测量纠缠粒子时表现出的非定域相关性可以用来证明贝尔实验中真正的随机性的存在。虽然非局部性对于随机性认证是必要的，但不清楚何时以及为什么非局部性认证最大随机性。我们在这里提供了一个简单的参数来证明最大的本地和全球的随机性的基础上的对称性的贝尔不等式和存在的一个唯一的量子概率分布，最大限度地违反it.Use我们的研究结果，我们证明了存在的N方贝尔测试达到最大的全球随机性，即，由每一方的测量组合提供N个完美的随机比特。
2012-11-12 quant-ph
Validation of entanglement purification by continuous variable polarization
我们研究了通过测量偏振亮光束中Stokes算符的关联来表征两方纠缠的可能性。我们适应这样的运营商的一般可分性标准。然后，我们表明，纠缠纯化只能挑选出一个特定的协议。
2004-01-27 quant-ph
Canonical divergence for measuring classical and quantum complexity
提出了一种新的正则散度，用于推广经典和量子系统的信息几何复杂性测度。在概率测度的单纯形上，证明了新的发散与Kullback-Leibler发散一致，Kullback-Leibler发散用于量化概率测度偏离指数族概率模型的非相互作用态的程度.在正密度算符空间上，我们证明了相同的发散度约化为量子相对熵，它量化了Gibbs族量子态的多方关联。
2019-04-26 math-ph math.MP quant-ph
Collusion-Secure Semi-Quantum Secret Sharing Scheme using a Quantum Third Party
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）
针对半量子秘密共享中量子第三方与不诚实参与者共谋的漏洞，提出一种基于贝尔态的新协议，实现信息论安全并优化量子比特效率，抵抗DCNA攻击。
2026-10-08 cs.CR quant-ph
Comment on "Fault-Tolerate Quantum Private Comparison Based on GHZ States and ECC"
Li等人提出了一种利用GHZ态和纠错码的两方量子保密比较方案。的论文[Int. J. Theor. 52：2818-2815，2013]，其具有容错能力并且可以在非理想场景中执行。然而，本文的研究指出，在一种特殊的攻击下，即两次Hadamard-CNOT攻击，存在一个致命的漏洞。恶意方可以拦截对方的粒子，首先对这些拦截的粒子和自己的粒子分别执行Hadamard运算，然后依次对它们和预先准备的辅助粒子执行两次CNOT运算。结果，通过测量辅助粒子，秘密输入将在不被检测到的情况下被揭示。为了抵抗这种特殊的攻击，提出了一种改进的方法，即在TP向所有参与者发送粒子序列之前应用置换算子。
2014-05-27 quant-ph
Measuring network quantum steerability utilizing artificial neural networks
本文提出一种基于人工神经网络的通用网络量子导引测量方法，在标准及双局域网络场景中验证了其准确性，并解析证明网络导引阈值由曲线νω=1/3决定。
2025-03-25 quant-ph
Quantum Network Tomography with Multi-party State Distribution
量子信息的脆弱性使得在量子信道传输下几乎不可能将量子态与噪声完全隔离。量子网络是量子处理器件通过量子信道互连而形成的复杂系统。在这种情况下，表征信道如何在传输的量子态中引入噪声是至关重要的。由非幺正量子信道引入的误差分布的精确描述可以通知量子纠错协议以针对特定误差模型定制操作。此外，通过用端到端测量监测网络来表征这种错误，使端节点能够推断网络链路的状态。在这项工作中，我们解决端到端的量子信道在量子网络中的特性，通过引入量子网络层析成像的问题。这个问题的解决方案是一个概率的估计器，该概率定义了网络中所有量子信道的Kraus分解，使用仅在端节点中执行的测量。我们详细研究了任意星型量子网络的情况下，量子信道由一个单一的泡利算子，如位翻转量子信道。我们提供解决方案，这样的网络与多项式样本的复杂性。我们的解决方案提供的证据表明，预共享纠缠带来的优势，估计参数的可识别性。
2022-06-06 quant-ph
Parts of Quantum States
结果表明，一般N方纯量子态（具有等维子系统）是由它们的略多于一半的约化态唯一确定的，换句话说，几乎所有N方纯态的所有信息都在略多于一半的约化态集合中.对于N偶数，在少于N/2方的约化状态被证明是几乎所有状态的不充分描述（当N是奇数时，类似的结果成立）。值得注意的是，实代数几何是任何量子态部分分析的自然框架：两个简单的多项式，一个二次多项式和一个三次多项式，包含它们的所有结构。描述了可为简化状态集属于纯态或混合态提供条件的数学技术。
2004-07-15 quant-ph
Quantum Privacy-preserving Two-party Circle Intersection Protocol Based on Phase-encoded Query
针对量子隐私保护几何相交中网格编码复杂度高的问题，提出基于相位编码查询的双方圆相交协议，通过分解Oracle算子为量子算术运算实现多项式复杂度并保障隐私安全。
2023-09-29 cs.CR cs.ET quant-ph
A framework for quantum homomorphic encryption with experimental demonstration
量子同态加密（QHE）是一种加密方法，它允许使用另一方提供的程序对一方的私有数据进行量子计算，而不会向对方透露有关数据或程序的大量信息。我们提出了一个框架（互动）QHE的基础上的通用电路的方法。它包含一个计算经典线性多项式的子过程，可以用量子或经典方法实现;除了子过程之外，该框架对提供电路的一方的量子能力要求很低。我们说明了使用一个非常简单的经典协议的子过程与一些隐私权衡。对于这种协议的一个特殊情况，我们得到了一个类似于盲量子计算的方案，但输出在不同的一方。实现该子过程的另一种方式是使用最近研究的基于量子校验的协议，该协议对双方的量子能力要求较低。该子过程也可以用经典的加性同态加密方案来实现。我们在量子光学实验中演示了框架外部的一些关键步骤。
2019-10-08 cs.CR quant-ph
Hydrodynamical quantum state reconstruction
通过测量Wigner分布的流体动力学矩，可以重建任意一维含时势中非相对论性波包的密度矩阵。通过测量n+1个离散时间值的概率分布，得到非对角变量的n阶泰勒多项式。
1998-05-15 quant-ph
Poincare series for local unitary invariants of mixed states of the qubit-qutrit system
本文研究了第一方为量子比特，第二方为量子三粒子的二分量子系统的混合态。忽略总相位因子，系统的局部么正变换群是SU（2）和SU（3）的直积G。我们计算了系统混合态集上G-不变多项式函数代数的简单分次Poincare级数，并构造了几个低次不变量。
2006-05-01 quant-ph
Teleportation-based quantum homomorphic encryption scheme with quasi-compactness and perfect security
本文定义了加密门，用$EG[U]:|α\rangle\rightarrow\left((a,b),Enc_{a,b}(U|α\rangle)\right)$表示。提出了一种基于门隐形传态的$EG[U]$的两方计算方案，其中一方给出任意量子态$|α\rangle$作为输入，得到加密的$U$计算结果$Enc_{a,b}(U|α\rangle)$，另一方得到随机比特$a,b$.基于$EG[P^x](x\in\{0,1\})$，提出了一种消除$T/T^\dagger$-门同态计算中产生的$P$-错误的方法.利用这种方法，我们设计了两个非交互的完全安全的QHE方案\texttt{GT}和\texttt{VGT}。它们都是$\mathcal{F}$-同态和准紧的（解密复杂度取决于$T/T^\dagger$-门复杂度）。假设$\mathcal{F}$-同态、无相互作用和完全安全是必要性质，证明了拟紧性是由$O(M)$有界的，其中$M$是被评估电路中$T/T^\dagger$-门的总数.证明了\texttt{VGT}是最优的，并具有$M$-拟紧性.根据我们的QHE方案，如果被评估的电路包含指数数量的$T/T^\dagger$-门，则解密将是低效的。因此，我们的计划是适合于同态评估的任何量子电路与低$T/T^\dagger$-门的复杂性，如任何多项式大小的量子电路或任何量子电路与多项式数量的$T/T…
2018-12-14 cs.CR quant-ph
Secure and Efficient Two-party Quantum Scalar Product Protocol With Application to Privacy-preserving Matrix Multiplication
针对现有量子S2SP协议复杂度近指数的问题，提出基于Fourier纠缠态的S2QSP协议，结合Entanglement Bondage与模求和门实现多项式复杂度和无条件安全，并扩展至隐私保护矩阵乘法。
2023-09-23 cs.CR cs.ET quant-ph
The Round Complexity of Black-Box Post-Quantum Secure Computation
本文研究后量子 MPC 的黑盒轮复杂度，基于后量子半诚实不经意传输给出多项式轮构造，并实现多方 ε-模拟的首个黑盒常数轮方案及新型承诺。
2025-02-19 cs.CR quant-ph
Complete hierarchies of efficient approximations to problems in entanglement theory
本文从凸优化的角度研究了纠缠理论中的几个问题。这一系列问题包括：（A）判定一个状态是否是多方纠缠的，（B）纠缠见证者相对于纯乘积态的期望值的最小化，（C）量化纯多方纠缠的纠缠几何度量的密切相关的评估，（D）基于二阶矩和线性熵准则的证据检验状态是否多方纠缠，以及（E）评估量子信道的最大输出纯度的实例。我们证明这些问题可以被表述为某些优化问题：采用三次或更少次多项式的多项式约束问题。然后，我们将最近建立的半定松弛理论中的已知方法应用于所表述的优化问题。通过这种结构，我们到达一个层次的有效可解的近似的解决方案，近似的精确解，如所需的，在一种方式，是渐近完成。例如，这导致了一个新的层次结构，有效地判定多粒子纠缠的充分标准，使得每个纠缠态都必须在层次结构的某个步骤中被检测到。最后，我们提出了数值例子来证明这种方法的实际可达性。
2004-12-21 cond-mat.other math.OC quant-ph
Client-Server Identification Protocols with Quantum PUF
最近，在实现量子互联网方面取得了重大进展，以实现广泛的经典棘手应用。这些应用，如委托量子计算，需要在低资源方和高资源方之间运行安全标识协议，以提供安全通信。在这项工作中，我们提出了两个识别协议的基础上新兴的硬件安全解决方案，量子物理不可克隆功能（qPUF）。第一协议允许低资源方向高资源方证明其身份，而在第二协议中，反之亦然。与现有的基于量子读出PUF的识别协议不同，该协议依赖于针对特定攻击家族的安全性，我们的协议提供了可证明的指数安全性，可以对抗任何具有资源有效性的量子多项式时间对手。我们提供了一个全面的比较两个拟议的协议在资源，如量子存储器和计算能力，在双方所需的，以及它们之间的通信开销。
2021-10-01 cs.CR quant-ph
Measuring Less to Learn More: Quadratic Speedup in learning Nonlinear Properties of Quantum Density Matrices
该研究针对量子态非线性泛函测量问题，证明采样访问下需O(k)个态副本的下界，提出纯化访问下达Θ(√k)下界的量子算法，实现二次加速，具有广泛量子信息应用价值。
2025-09-01 quant-ph
Quantum m-out-of-n Oblivious Transfer
在m-out-of-n不经意传输（OT）模型中，一方Alice向另一方Bob发送n个比特，Bob只能从n个比特中得到m个比特。然而，爱丽丝不知道鲍勃收到了哪m个比特。Y.Mu[MJV 02]}和Naor[Naor 01]提出了基于离散对数的经典m-out-of-n不经意传输。由于Shor [Shor 94]的工作，量子计算机可以在多项式时间内求解离散对数，因此这种OT对量子计算机是不安全的。本文基于偏振光传输构造了一个量子m-out-of-n OT（QOT）方案，并证明了该方案对一般攻击具有鲁棒性，即满足统计正确性和统计隐私性。
2004-04-16 cs.CR quant-ph
Quantum measurements and the Abelian Stabilizer Problem
我们提出了一个多项式量子算法的阿贝尔稳定器问题，其中包括两个因子分解和离散对数。从而推广了著名的Shor的结果。我们的方法是基于一个程序，用于测量一个酉算子的本征值。这个过程的另一个应用是任意有限阿贝尔群的多项式量子傅里叶变换算法。本文还对量子计算理论进行了较为详细的介绍。
1995-11-20 quant-ph
Consistency and Causality of Interconnected Nonsignaling Resources
本文研究了n个测量方共享m个可本地级联布线的非信号资源网络，提出框架证明资源输出联合分布唯一且非信号，指出极值资源的充分性，阐释因果性并支持膨胀技术，还探究了三方非局域性不等式实例的推导关系。
2025-02-11 quant-ph
NMR Quantum Calculations of the Jones Polynomial
量子计算机理论上可解决的问题库最近扩展到包括结不变量的近似计算，特别是琼斯多项式。然而，这种评价的实验实施涉及许多已知的实验挑战。在这里，我们提出了一个小规模的近似评估的琼斯多项式的核磁共振（NMR）的实验结果，此外，我们展示了如何摆脱NMR方法的局限性，采用伪纯态。具体来说，我们使用两个自旋1/2核的天然丰度氯仿和应用一系列的酉变换代表三叶结，图8结和Borromean环。在测量每种情况下分子的状态后，我们能够估计每个节点的琼斯多项式的值。
2009-09-06 quant-ph
Quantum Communications Based on Quantum Hashing
在本文中，我们考虑最近提出的量子哈希技术计算布尔函数的量子通信模型中的应用。非二进制量子哈希函数上的二进制函数的组合是通过多项式表示完成的，我们称之为布尔函数的特征。基于布尔函数的特征多项式表示和量子散列技术，提出了一种在量子单向通信模型中计算布尔函数的方法，其中一方执行计算并发送消息给另一方，另一方必须在计算后输出结果。在没有共享资源的更受限制的同步消息传递模型中，一些结果也是正确的，在该模型中，通信方只能通过裁判进行交互。我们给出了几个布尔函数的例子，其多项式表示具有特定的属性，允许构建量子通信协议，可证明在同步消息传递设置中比经典协议更好。
2016-03-07 cs.CC quant-ph
Measuring Renyi Entanglement Entropy with Quantum Monte Carlo
我们发展了一个量子Monte Carlo方法，在价键基上，测量了多体基态的Renyi纠缠熵作为幺正{ \it Swap}算符作用于系统两个拷贝的期望值.一种改进的估计涉及的比率{ \it交换}运营商为不同的子区域，使模拟收敛的熵在一个时间多项式的系统大小。我们证明了收敛的Renyi熵的海森堡链的确切结果。最后，我们计算了二维海森堡模型中Renyi熵的标度，并证实了线性尺寸L=28的Néel基态服从期望面积定律。
2010-03-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Analyzing reduced density matrices in SU(2) Chern-Simons theory
Central University of Rajasthan（中央拉贾斯坦大学）
研究SU(2) Chern-Simons理论中量子态的约化密度矩阵，聚焦于T_{p,p}扭结补集关联的纯量子态，通过(1|p-1)双划分获得约化密度矩阵，并证明其特征多项式为monic多项式，具有有理系数。
2025-04-14 hep-th math-ph math.MP
Efficiently and Reliably Measuring Information Processing Capacity in Dynamical Systems via Kernels
School of Computer Science and Statistics, Trinity College Dublin（都柏林三一学院计算机科学与统计学院）；Trinity Quantum Alliance（三一量子联盟）；School of Physics（物理学院）；Trinity College Dublin（都柏林三一学院）
本文提出核信息处理容量（KIPC）框架，利用核方法高效计算动力系统的总信息处理容量，避免基函数枚举和阶数截断，并验证其在回声状态网络和量子储层计算中的有效性。
2026-10-05 cs.IT math.DS math.IT
