論文の概要: Anti-Forging Quantum Data: Cryptographic Verification of Quantum Computational Power

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.01510v2
• Date: Fri, 18 Feb 2022 03:25:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-21 05:13:56.175242
• Title: Anti-Forging Quantum Data: Cryptographic Verification of Quantum Computational Power
• Title（参考訳）: 反鍛造量子データ:量子計算パワーの暗号的検証
• Authors: Man-Hong Yung and Bin Cheng
• Abstract要約: 量子コンピューティングは、インターネットを通じて量子コンピューティングのパワーを体験するための人気のモデルとして生まれつつある。 ユーザは、サーバから送信される出力文字列が本当に量子ハードウェアからのものであることを、どうやって確認できますか?
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9737117321211988
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum cloud computing is emerging as a popular model for users to experience the power of quantum computing through the internet, enabling quantum computing as a service. The question is, when the scale of the computational problems becomes out of reach of classical computers, how can users be sure that the output strings sent by the server are really from a quantum hardware? In 2008, Shepherd and Bremner proposed a cryptographic verification protocol based on a simplified circuit model called IQP (instantaneous quantum polynomial-time), which can potentially be applied to most existing quantum cloud platforms. However, the Shepherd-Bremner protocol has recently been shown to be insecure by Kahanamoku-Meyer. Here we present an extended model of IQP-based cryptographic verification protocol, where the Shepherd-Bremner construction can be regarded as a special case. This protocol not only can avoid the attack by Kahanamoku-Meyer but also provide several additional security measures for anti-forging quantum data. In particular, our protocol admits a simultaneous encoding of multiple secret strings, strengthening significantly the hardness for classical hacking. Furthermore, we provide methods for estimating the correlation functions associated with the secret strings, which are the key elements in our verification protocol.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、インターネットを通じて量子コンピューティングのパワーを体験し、サービスとしての量子コンピューティングを可能にするために人気のあるモデルとして登場しつつある。 問題は、計算問題のスケールが古典的コンピュータの範囲外になると、サーバが送信する出力文字列が本当に量子ハードウェアのものであることをどうやって確認できるのかということだ。 2008年、シェパードとブレムナーはIQP(即時量子多項式時間)と呼ばれる単純化された回路モデルに基づく暗号検証プロトコルを提案した。 しかし、Shepherd-Bremnerプロトコルは近年、Khanamoku-Meyerによって安全でないことが示されている。 ここでは、シェパード・ブレムナーの構成を特別な場合と見なすことができるIQPベースの暗号検証プロトコルの拡張モデルを提案する。 このプロトコルは、カハナモク・メイヤーによる攻撃を避けるだけでなく、反鍛造量子データに対するいくつかのセキュリティ対策も提供する。 特に,本プロトコルでは複数の秘密文字列を同時符号化することで,古典的ハッキングの難しさを大幅に強化する。 さらに,検証プロトコルの重要な要素である秘密文字列に関連付けられた相関関数を推定する手法を提案する。

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