量子限制的一个中枢绽开问题性爱大师第1季电视剧，就这么被两位华东说念主筹商员处罚了？！

事情是这么的。

一直以来，量子的随即性在谋略和密码学中极为灵验。

一方面，它不错用来进步算法恶果、优化复杂系统模拟，还能考证量子谋略禁止的可靠性；另一方面，量子随即性可用于生成实在随即的密钥，增强密钥分发的安全性，从而保险信息安全。

但问题是，终了这种随即性的资本很高。

因此，无数科学家们尝试找出伪造这种随即性的才气。

直到旧年十月，华东说念主筹商员 Fermi Ma 和黃信元发表了一篇论文，建议了一种伪造随即性的新才气。

按量子杂志的说法，他们的新才气"优雅且安全"，还无需巨额谋略支拨。

同期，MIT 量子谋略筹商员 Alexander Poremba 也默示：

我们初度有了可信的字据解说伪随即性是一个确切存在的主见。

具体咋回事儿？底下我们接着看。

中枢用 10 页论文解说了 PRUs 的存在

概述而言，两位作家用 76 页论文（中枢解说经由仅 10 页）解说了假定存在职何量子安全单向函数的情况下，伪随即幺正态（PRUs）的存在。

要想证据这项筹商，我们最初需要了解随即幺正（Random unitaries）这个主见。

随即幺正在量子谋略中饰演着中枢扮装，它们是量子霸权实验、量子算法和各式加密原语计划的基础。在物理学中，它们用于模拟高度衰退的经由，举例黑洞能源学。

可是，随即幺正变换需要巨额时候（频繁是指数级的）和谋略资源来终了，因此试验层面很难操作。

于是乎，PRUs 应时而生。一朝解说存在 PRUs，随即幺正变换也能变得愈加高效。

2017 年，一篇论文引入了 PRUs 的主见，并试图用一种结构上可控的才气来模拟 Haar 随即酉矩阵。

p.s. Haar 随即酉矩阵是数学家 Alfr é d Haar 在 20 世纪初建议的主见，它界说了某种最隧说念的"随即"，即每个可能现象都等概率地出当今酉矩阵空间里。

不外缺憾的是，作家未能解说其构造的 PRUs 才气能像实在的 Haar 随即酉矩阵相同。

而在前东说念主筹商基础上，两位华东说念主筹商员初度解说了 PRUs 的存在。

从论文先容来看，他们在存在量子安全单向函数的合理假定下，成效解说了活动 PRUs 和强 PRUs 的存在。

具体而言，他们使用了"净化"（purification）这一量子信息表面中的老时刻。

其中枢念念想是，一个复杂随即系统，其实不错作为是一个更大、但现象详情的系统的一部分。

通过建议"旅途记载模拟"（path-recording simulation）这一新才气，他们能把酉算子在运算经由中的一些要害信息记载下来，这么就不错通过分析这些记载来了解酉算子的特色，为后续的解说提供了一个灵验不雅察角度。

然后借助一种很是函数——单向函数，即从一个场所谋略很容易，但简直很难从禁止反推且归，他们发现了一个之前被合计是"弱伪随即"的构造，实质不错看作"真伪随即"。

在保执浅近结构的同期，伪装成 Haar 随即酉矩阵。

此外，他们还解说了关于一些筹商 Haar 随即酉矩阵的量子算法，有一种高效的模拟才气，且模拟时弊简直不错忽略不计。

这一解说是通过仔细筹商量子算法在实行经由中的各式情况，再利用"旅途记载模拟"记载的信息，奥密地计划出模拟经由来终了的。

论文终末，他们机动哄骗胶合引理（能把解说经由中不同部分的禁止推断起来的才气）好意思满地解说了伪随即幺正态是存在的。

好意思满解说经由可张望以下章节部分：

作家为两位华东说念主

论文作家一共两位，均为华东说念主。

Fermi Ma，刻下是西蒙斯 - 伯克利博士后筹商员，于 2021 年取得普林斯顿大学博士学位。

筹商场所为量子谋略过火对密码学、复杂性表面和物理学的影响。

黃信元，刻下是谷歌量子东说念主工智能的高档筹商科学家，这项责任是在他打听西蒙斯谋略表面筹商所时进行的。

个东说念主主页流露，他本年将加入加州理工学院任表面物理学助理辅助。

其筹商场所为：

量子机器何时好像比传统机器学习和预计得更好？

怎样加快 / 自动化量子和物理科学的发展？

经典机器和量子机器不错学习和发现哪些物理景象？

论文：

https://arxiv.org/pdf/2410.10116

参考推断：

[ 1 ] https://x.com/QuantaMagazine/status/1906397806031495331

[ 2 ] https://www.quantamagazine.org/the-high-cost-of-quantum-randomness-is-dropping-20250328/

[ 3 ] https://x.com/fermi_ma/status/1846206369038467362

[ 4 ] https://x.com/RobertHuangHY/status/1846366497075007694

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—  完  —

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