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公钥密码学中的量子算术电路

量子物理 2026-07-13 v1 新兴技术
作者: Siyi Wang , Kyungbae Jang , Hyunji Kim , Anik Basu Bhaumik , Anubhab Baksi , Hwajeong Seo , Anupam Chattopadhyay
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摘要

近几十年来，量子计算发展迅速，这得益于技术栈各层面的进展，包括量子纠错码和高效的量子算法。其中，量子算术电路是各种有前景算法的基本构建模块。尽管作用关键，但量子算术电路的设计面临着由不可克隆定理、量子比特限制和电路深度约束带来的挑战，这些挑战显著影响大规模量子计算的效率。我们概述了公钥密码分析背景下的量子算术电路，特别强调了诸如基于测量的逆计算和条件干净辅助比特等优化策略。我们回顾了公钥密码分析中基本算术运算（如加法、乘法和模幂运算）的最先进设计。我们还概述了用于量子密码分析中容错运行时间和资源估计的技术。简而言之，本章强调了设计资源高效的量子算术电路的策略，为现实评估量子密码分析能力提供了基础。

关键词

quantum arithmetic circuits public-key cryptography cryptanalysis modular exponentiation fault-tolerant resource estimation quantum algorithms

引用

@article{arxiv.2607.11713,
  title  = {Quantum Arithmetic Circuits in Public-Key Cryptography},
  author = {Siyi Wang and Kyungbae Jang and Hyunji Kim and Anik Basu Bhaumik and Anubhab Baksi and Hwajeong Seo and Anupam Chattopadhyay},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.11713},
  year   = {2026}
}