論文の概要: Quantum k-means algorithm based on Trusted server in Quantum Cloud
Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.04402v1
- Date: Mon, 9 Nov 2020 13:06:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 21:28:05.557060
- Title: Quantum k-means algorithm based on Trusted server in Quantum Cloud
Computing
- Title（参考訳）: 量子クラウドコンピューティングにおける信頼サーバに基づく量子k平均アルゴリズム
- Authors: Changqing Gong, Zhaoyang Dong, Abdullah Gani, Han Qi
- Abstract要約: 量子k平均アルゴリズムでは、コアサブルーチンは量子最小化アルゴリズム(GroverOptim)である。
量子ホモモルフィック暗号(QHE)を用いてデータを暗号化し、それをクラウドにアップロードして計算する。
本稿では,量子暗号環境における信頼サーバに基づくTゲート更新方式を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.825895794318393
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a quantum k-means algorithm based on quantum cloud computing that
effectively solves the problem that the client can not afford to execute the
same quantum subroutine repeatedly in the face of large training samples. In
the quantum k-means algorithm, the core subroutine is the Quantum minimization
algorithm (GroverOptim), the client needs to repeat several Grover searches to
find the minimum value in each iteration to find a new clustering center, so we
use quantum homomorphic encryption scheme (QHE) to encrypt the data and upload
it to the cloud for computing. After calculation, the server returns the
calculation result to the client. The client uses the key to decrypt to get the
plaintext result. It reduces the computing pressure for the client to repeat
the same operation. In addition, when executing in the cloud, the key update of
T-gate in the server is inevitable and complex. Therefore, this paper also
proposes a T-gate update scheme based on trusted server in quantum ciphertext
environment. In this scheme, the server is divided into trusted server and
semi-trusted server. The semi-trusted server completes the calculation
operation, and when the T-gate is executed in the circuit, the trusted server
assists the semi-trusted server to calculate the T-gate, and then randomly
generates a key and uploads it to the semi-trusted server. The trusted server
assists the client to complete the key update operation, which once again
reduces the pressure on the client and improves the efficiency of the quantum
homomorphic encryption scheme. And on the basis of this scheme, the experiment
is given by using IBM Qiskit to give the subroutine of quantum k-means. The
experimental results show that the scheme can realize the corresponding
computing function on the premise of ensuring security.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子クラウドコンピューティングに基づく量子k平均アルゴリズムを提案し,クライアントが大規模なトレーニングサンプルに直面して同じ量子サブルーチンを繰り返し実行できない問題を効果的に解決する。
量子k平均アルゴリズムでは、コアサブルーチンは量子最小化アルゴリズム(groveroptim)であり、クライアントは、新しいクラスタリングセンターを見つけるために各イテレーションで最小値を見つけるために複数のグローバー探索を繰り返す必要があるため、量子準同型暗号化スキーム(qhe)を使用してデータを暗号化し、コンピューティングのためにクラウドにアップロードする。
計算後、サーバは、計算結果をクライアントに返す。
クライアントは暗号解読にキーを使い、プレーンテキストの結果を得る。
これにより、クライアントが同じ操作を繰り返すためのコンピューティングプレッシャーが減少する。
さらに、クラウドで実行する場合、サーバにおけるT-gateのキーアップデートは必然的で複雑である。
そこで本稿では,量子暗号文環境における信頼サーバに基づくtゲート更新方式を提案する。
この方式では、サーバは信頼サーバと半信頼サーバに分割される。
半信頼サーバは、計算処理を完了し、回路内でTゲートが実行されると、信頼サーバは、半信頼サーバを支援してTゲートを計算し、ランダムにキーを生成し、半信頼サーバにアップロードする。
信頼されたサーバは、クライアントがキー更新操作を完了するのを補助し、再びクライアントの圧力を低減し、量子同型暗号方式の効率を向上させる。
そしてこのスキームに基づいて、この実験はibm qiskitを用いて量子k-平均のサブルーチンを与える。
実験結果から,セキュリティ確保を前提として,対応する計算機能を実現することができることがわかった。
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