根据我的理解,LWE是量子安全的,因为没有已知的量子算法可以在多项式时间内求解LWE。由于Regev等人的简化,如果有任何一种算法可以在多项式时间内求解LWE,那将意味着人们可以轻松解决最坏情况的晶格问题。

我的问题是:如果有人明天会发现一个poly-LWE求解器,它将对复杂性理论产生什么影响?经典复杂性理论中是否有与量子环境类似的东西?为了进一步详细说明,我们尚不知道分解问题在复杂性类别中的归属。因此,即使某人明天发现了一种多元算法,也不会影响我们对复杂性类的当前理解。

这是否意味着我们可以预期,一种多元算法是可能的?是否也适用于LWE问题?

评论

也有分析经典硬度的问题。您可能想看看这个arxiv.org/abs/1306.0281

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#1 楼

我们已经知道$ P $ $ \ subseteq $ $ BPP $ $ \ subseteq $ $ BQP $。因此,由于减少所涉及的问题是“困难的”,乍一看,这样的LWE求解器可能会对以下著名问题产生一些影响:


$ P $等于$ NP $?
$ NP $$是否包含在$ BQP $中?

但是仔细分析后,我们发现第一个与该设置并没有真正的联系,因为Regev的结果,给LWE一个量子算法,我们有一个解决晶格问题的量子算法。但是$ P $和$ NP $都是针对“经典”算法定义的。

第二个问题更有意义,因为至少涉及量子算法:如果我们有一个量子多项式时间LWE和一些简化为LWE的$ NP $ -Hard问题的算法,那么对于任何$ NP $问题,我们都有一个量子多项式时间算法(因此,$ NP $将是$ BQP $的子集)。

,但是现在的细节是,不知道Regev量子还原中涉及的晶格问题是NP-Hard。

发生的原因是,大致而言,Regev的还原表明具有参数$ n $,$ q $和$ \ alpha $的LWE的量子求解器,其中$ 0 <\ alpha <1 $,为我们提供了近似值$ n $晶格上近似GapSVP和SIVP的量子求解器$ \ gamma \ approx \ frac {n} {\ alpha} $。

因此,即使LWE求解器为$ \ alpha $任意工作而接近$ 1 $,其近似因子仍会更大比$ n $。但是我们远不能证明那些晶格问题是线性逼近因子的NP-Hard。甚至对于$ \ gamma \ ge \ sqrt {n} $的近似问题的硬度也有负面结果。

因此,随着电流的减少,我们知道一个量子多项式时间算法LWE(显然)会将LWE放入$ BQP $中,但不会影响问题1和2。

当然,从实际的角度来看,这是一个巨大的突破。一方面,那些晶格问题的近似版本不知道是NP-Hard,另一方面,我们不知道解决它们的有效算法。