量子计算机上的对称加密
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经典对称加密算法使用共享密钥的 N 位,以信息理论上安全的方式通过单向信道传输消息的 N 位。本文提出了一种混合量子-经典对称密码系统,该系统使用量子计算机生成密钥。该算法利用量子电路使用一次性密码本类型的技术加密消息,同时需要更短的经典密钥。我们表明,对于 N 量子比特电路,指定量子电路所需的最大位数以 N 3 / 2 增长,而量子电路可以编码的最大位数以 N 2 增长。我们没有充分利用量子电路的全部表达能力,因为我们只关注二阶泡利期望值。使用更高阶的泡利期望值可以编码指数数量的位数。此外,使用参数化量子电路 (PQC),我们可以通过引入对某些 PQC 参数的密钥依赖性来进一步增加安全共享信息的数量。该算法可能适用于早期容错量子计算机实现,因为可以容忍一定程度的噪声。模拟结果与 84 量子比特 Rigetti Ankaa-2 量子计算机上的实验结果一起呈现。

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