The Learning With Errors (LWE) problem constitutes the mathematical foundation of modern Post-Quantum Cryptography (PQC). Cryptanalysis of LWE ranges from classical lattice reduction to machine learning and quantum-classical hybrids. We propose CIM-BDD, a hybrid Bounded-Distance-Decoding solver that reduces LWE to a Quadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO) problem through a strictly \emph{penalty-free} mapping. An algebraic elimination of the secret embeds LWE into a $q$-ary lattice, absorbing the modular arithmetic and recasting the problem as a Closest Vector Problem (CVP). The squared error norm is then used \emph{directly} as the QUBO energy, so the cryptographic noise is the objective to be minimized rather than a penalized constraint. To realize this general model on current Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices, we design a special encoding method: a Continuous Relaxed Babai's Nearest Plane (CR-BNP) projection drives an adaptive mixed-radix encoder that greatly reduces both the qubit count and the QUBO coefficient range, so that a single batched hardware submission suffices. We further derive a statistically bounded early-stopping threshold ($T_{\text{early}}$) that acts as a one-sided certificate and doubles as a Decision-LWE distinguisher. We validate the framework on the TU Darmstadt LWE Challenge, giving an end-to-end demonstration for both Search- and Decision-LWE of a $40$-dimensional instance on the Coherent Ising Machine CPQC-550. This work establishes a new algorithm-hardware co-design paradigm for quantum-classical hybrid cryptanalysis.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《机器学习思维导图》,一图掌握机器学习知识要点
专知会员服务
69+阅读 · 2021年1月12日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
论文浅尝 | 用可微的逻辑规则学习完成知识库推理
开放知识图谱
14+阅读 · 2018年7月5日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2020年12月2日
VIP会员
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
5+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
8+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
13+阅读 · 8月7日
相关VIP内容
《机器学习思维导图》,一图掌握机器学习知识要点
专知会员服务
69+阅读 · 2021年1月12日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
论文浅尝 | 用可微的逻辑规则学习完成知识库推理
开放知识图谱
14+阅读 · 2018年7月5日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员