该论文提出一个可在极低深度量子电路中求解、但在标准格基假设下对经典多项式时间算法困难、且可由经典计算机高效验证的采样问题。作者给出了两种量子实现:一种使用对数对数深度(log-log-depth)的量子电路(QNC^0[log log]),另一种使用具有无界扇入门(unbounded fan-in gates)的常数深度量子电路(QAC^0)。该构造可视为将 Arabadjieva 等人(2025)基于 LWE 的单轮量子性证明(proof of quantumness)编译到极低深度。为此付出的代价是依赖更强但动机合理的假设:除原始论文的格知识假设外,还需 LWE 的自适应硬核比特性质的一个强化版本,论文为该性质提供了支持性证据。与以往的低深度量子性证明不同,本方案中的量子计算不需要中间电路测量或前馈,只需运行浅电路并从输出分布中采样。结果表明,浅层量子电路具有足够结构来解决某些经典困难任务,且其解可被高效验证。该成果对量子优势的可验证性、浅层量子计算能力以及后量子密码学中的理论建模均有意义。适合量子计算理论、计算复杂性、量子密码学与可验证量子计算方向的研究者阅读。
💡 推荐理由: 该研究将可验证量子优势推广至极低深度电路,深化了对浅层量子计算能力的理解,并强化了量子计算与格密码安全边界的理论联系。
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