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講演抄録/キーワード
講演名 2021-05-24 10:10
Quantum-Classical Hybrid Algorithm for LWE Problems
Yasuhito KawanoChubu Univ.
抄録 (和) 本稿では、LWE問題をLWEに似た別の問題に変換する量子インスパイアアルゴリズムを提案する。(このアルゴリズムをインターポレーションと呼ぶ。)さらに、インターポレーションと量子アニーリングマシンを帰納的に用いてLWE問題を解く、量子古典ハイブリッドアルゴリズムを提案する。LWEから帰着された最大独立集合のグラフサイズを計算することにより、LWE問題を量子アニーリングマシンで解くために必要なキュービット数を推計する。例えば、Darmstadt LWE Challengeの最低次元の問題は数万頂点と小さな重みを持つ最大独立集合問題に帰着できる。このことから、LWEチャレンジ問題は近い将来、量子アニーリングマシンの射程圏内に入ると予想する。 
(英) This paper introduces a quantum-inspired algorithm, called interpolation, that reduces an LWE problem to another problem similar to an LWE problem (called an LWE-like problem in this paper). The interpolation algorithm can change a modulus of an LWE problem, which makes it easier to solve an LWE problem by a quantum (or quantum-inspired) computer. In addition, we propose a quantum-classical hybrid algorithm that solves an LWE problem by using the interpolation algorithm and a quantum annealing machine recursively. The sizes of graphs of maximum independent set (MIS) problems reduced from an LWE problem are calculated. The number of qubits necessary to solve an LWE problem by using a quantum annealing machine is then estimated. For example, a 40-dimensional LWE problem, which is the smallest-dimensional open problem of Darmstadt LWE Challenge, can be reduced to MIS problems of graphs with about several tens of thousands of vertices and small weights. This suggests that open problems of Darmstadt LWE Challenge will be in the scope of the target of quantum annealing machines in the near future.
We implemented the interpolation algorithm and confirmed that the smallest challenge problem (dimension $=40$ and relative error $=0.05$) of Darmstadt LWE Challenge
can be reduced to a graph with about 40,000 vertices.
キーワード (和) 量子コンピュータ / 量子アルゴリズム / 量子古典ハイブリッドアルゴリズム / LWE暗号 / ポスト量子暗号 / チャレンジ問題 / 量子アニーリングマシン /  
(英) Quantum Computer / Quantum Algorithm / Quantum-Classical Hybrid Algorithm / LWE Cryptography / Post-Quantum Cryptography / Challenge Problem / Quantum Annealing Machine /  
文献情報 信学技報
資料番号  
発行日  
ISSN  
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研究会情報
研究会 QIT  
開催期間 2021-05-24 - 2021-05-25 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
テーマ(和) 量子情報, 一般 
テーマ(英) Quantum Information 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 QIT 
会議コード 2021-05-QIT 
本文の言語 英語 
タイトル(和)  
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Quantum-Classical Hybrid Algorithm for LWE Problems 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 量子コンピュータ / Quantum Computer  
キーワード(2)(和/英) 量子アルゴリズム / Quantum Algorithm  
キーワード(3)(和/英) 量子古典ハイブリッドアルゴリズム / Quantum-Classical Hybrid Algorithm  
キーワード(4)(和/英) LWE暗号 / LWE Cryptography  
キーワード(5)(和/英) ポスト量子暗号 / Post-Quantum Cryptography  
キーワード(6)(和/英) チャレンジ問題 / Challenge Problem  
キーワード(7)(和/英) 量子アニーリングマシン / Quantum Annealing Machine  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 河野 泰人 / Yasuhito Kawano / カワノ ヤスヒト
第1著者 所属(和/英) 中部大学 (略称: 中部大)
Chubu University (略称: Chubu Univ.)
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講演者 第1著者 
発表日時 2021-05-24 10:10:00 
発表時間 20分 
申込先研究会 QIT 
資料番号  
巻番号(vol) vol. 
号番号(no)  
ページ範囲  
ページ数  
発行日  


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