2020 Fiscal Year Annual Research Report
Interpolative Expansion of Quantum Protocol Theory
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16H01705
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
小柴 健史 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (60400800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 治道 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (70433323)
ルガル フランソワ 名古屋大学, 多元数理科学研究科, 准教授 (50584299)
田中 圭介 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20334518)
河内 亮周 三重大学, 工学研究科, 教授 (00397035)
安永 憲司 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (50510004)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 量子計算 / 量子アルゴリズム / 量子プロトコル / 暗号理論 / 分散アルゴリズム / 量子計算量理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究成果を大別すると，量子暗号プロトコルの優位性解析，暗号安全性の新規解析手法の開発，耐量子暗号を利用した秘匿情報保護アルゴリズムの開発，量子分散アルゴリズムの開発となる。
量子暗号プロトコルに関して，非対話形式の多者間秘匿計算の一つである秘匿同報通信(Private Simultaneous Message Protocol)の共有量子絡れ状態を持つ量子版プロトコルが共有乱数を持つ古典版プロコトルに対して通信複雑度の点で優位であることを示した。
また，暗号プロトコルの性質解析で通常利用される全変動距離(Total Variation Distance)に対して，Hellinger距離という概念を導入する新規解析手法を開発することに成功し，よりタイトな性質評価が行えるようになった。
さらに，量子コンピュータに対しても解くことが困難であると予想されている格子問題を安全性の根拠とした格子暗号を利用したアプリケーションとして効率的な秘匿バターン照合技術を開発した。
量子分散アルゴリズムに関しては，クリークを数え上げる問題・複製データの検証問題，グラフの内周やサイクルに関する問題などの効率的な手法を開発することに成功した。量子分散アルゴリズムの研究分野に関しては，世界的に牽引する役割を担っていると考えている。低深度量子回路の量子性を検査する問題や対数領域しか用いない量子アルゴリズムの性質など量子計算量理論的な性質の究明も行なった。加えて，量子アルゴリズムを考慮する際に生じたアイデアを用いて，各種古典アルゴリズムの開発を行うことができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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