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量子性的深度有效证明

刘振宁1 和 Alexandru Gheorghiu2

1瑞士苏黎世联邦理工学院物理系
2瑞士苏黎世联邦理工学院理论研究所

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抽象

量子性证明是一种挑战-响应协议,其中经典验证者可以有效地证明不受信任的证明者的 $textit{quantum advantage}$。 也就是说,量子证明者可以正确回答验证者的挑战并被接受,而任何多项式时间经典证明者都将根据合理的计算假设以高概率被拒绝。 为了应对验证者的挑战,现有的量子性证明通常需要量子证明者执行多项式大小的量子电路和测量的组合。
在这篇论文中,我们给出了两个量子结构的证明,其中证明者只需要执行 $textit{constant-depth quantum circuits}$(和测量)以及对数深度经典计算。 我们的第一个构造是一个通用编译器,它允许我们将所有现有的量子性证明转换为恒定量子深度版本。 我们的第二个构造基于 $textit{learning with rounding}$ 问题,与通用构造相比,它产生的电路深度更短且需要的量子位更少。 此外,第二种结构也具有一定的抗噪能力。

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