From Low-Distortion Norm Embeddings to Explicit Uncertainty Relations and Efficient Information Locking
Notice bibliographique
Résumé
The existence of quantum uncertainty relations is the essential reason that some classically unrealizable cryptographic primitives become realizable when quantum communication is allowed. One operational manifestation of these uncertainty relations is a purely quantum effect referred to as information locking [DiVincenzo et al. 2004]. A locking scheme can be viewed as a cryptographic protocol in which a uniformly random n -bit message is encoded in a quantum system using a classical key of size much smaller than n . Without the key, no measurement of this quantum state can extract more than a negligible amount of information about the message, in which case the message is said to be “locked”. Furthermore, knowing the key, it is possible to recover, that is “unlock”, the message. In this article, we make the following contributions by exploiting a connection between uncertainty relations and low-distortion embeddings of Euclidean spaces into slightly larger spaces endowed with the ℓ 1 norm. We introduce the notion of a metric uncertainty relation and connect it to low-distortion embeddings of ℓ 2 into ℓ 1 . A metric uncertainty relation also implies an entropic uncertainty relation. We prove that random bases satisfy uncertainty relations with a stronger definition and better parameters than previously known. Our proof is also considerably simpler than earlier proofs. We then apply this result to show the existence of locking schemes with key size independent of the message length. Moreover, we give efficient constructions of bases satisfying metric uncertainty relations. The bases defining these metric uncertainty relations are computable by quantum circuits of almost linear size. This leads to the first explicit construction of a strong information locking scheme. These constructions are obtained by adapting an explicit norm embedding due to Indyk [2007] and an extractor construction of Guruswami et al. [2009]. We apply our metric uncertainty relations to exhibit communication protocols that perform equality testing of n -qubit states. We prove that this task can be performed by a single message protocol using O (log 2 n ) qubits and n bits of communication, where the computation of the sender is efficient.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,007 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,004 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».