| SM4算法S盒的高效量子电路实现 |
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| 引用本文： | 刘嘉宏,谭晓青,李明,包戴鹏伟.SM4算法S盒的高效量子电路实现[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2024(4):122-130. |
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| 作者姓名： | 刘嘉宏 谭晓青 李明 包戴鹏伟 |
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| 作者单位： | 暨南大学信息科学技术学院 |
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| 基金项目： | 广东省基础与应用基础研究基金(编号:2024A151501306)资助项目； |
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| 摘 要： | 近年来,对称密码的量子实现受到了广泛关注. SM4分组密码算法是我国首个商用密码标准,在2021年成为ISO/IEC国际标准. S盒作为SM4算法中最复杂的组件,其量子电路实现对整个SM4算法的量子电路有重大影响.本文依据SM4算法S盒的代数结构,使用塔域分解技术实现其量子电路.本文提出的SM4算法S盒的量子电路,基于NCT门集分析,需要的量子资源为20个量子比特、52个Toffoli门、196个CNOT门、13个X门, Toffoli深度为36;基于Clifford+T门集分析,需要量子资源为20个量子比特、334个T门、548个CNOT门、129个1qCliff门, T深度为108.与已有文献相比,本文提出的量子电路需要的量子资源更少.
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| 关 键 词： | SM4算法 S盒 量子电路 塔域分解 |
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