可扩展、量子可访问且自适应的伪随机量子态与伪随机函数类量子态生成器
量子物理
2026-02-18 v4 密码学与安全
摘要
我们提出了新的构造方法，用于满足可扩展性、量子可访问性和自适应性要求的伪随机量子态（PRS）和伪随机函数类量子态（PRFS）生成器，其中可扩展性意味着安全参数远大于量子位数；量子可访问性意味着对手可以提供量子输入；自适应性意味着对手可以自适应查询。我们提出了一种等距程序来准备可以任意随机的量子态（即对于真随机情况， Haar 随机态的迹距离可以任意小；对于伪随机情况，区分优势可以任意小）。这自然地给出了第一个在量子安全单向函数假设下实现可扩展、量子可访问且自适应 PRFS 的构造。与先前的 PRFS 工作相比，我们使用了更强的量子可访问性定义，即对手可以是仿射帮助的，输入态可能非纯且可能与其他量子寄存器纠缠。因此，我们的结果也给出了第一个（完全）量子可访问 PRFS。我们的 PRFS 构造还衍生出各种原语，包括长输入 PRFS、短输入 PRFS、短输出 PRFS、非自适应 PRFS 和类访问自适应 PRFS。这种新的构造可能有助于简化微密钥动物囊。
引用
@article{arxiv.2507.22535,
title = {Scalable, quantum-accessible, and adaptive pseudorandom quantum state and pseudorandom function-like quantum state generators},
author = {Rishabh Batra and Zhili Chen and Rahul Jain and YaoNan Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22535},
year = {2026}
}