論文の概要: Shuttle-Exploiting Attacks and Their Defenses in Trapped-Ion Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.01054v1
• Date: Mon, 2 Aug 2021 17:19:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 03:01:26.323653
• Title: Shuttle-Exploiting Attacks and Their Defenses in Trapped-Ion Quantum Computers
• Title（参考訳）: トラップオン量子コンピュータにおけるシャトル膨張攻撃とその防御
• Authors: Abdullah Ash Saki, Rasit Onur Topaloglu, Swaroop Ghosh
• Abstract要約: 本稿では、トラップ間の通信にシャトル操作を必要とする共有TIシステムにおいて、そのような脆弱性を1つ提示する。 本稿では,逆プログラム生成のためのランダムで体系的な手法を提案する。 解析の結果,シャトル爆発攻撃は被害者プログラムの忠実度を2倍から63倍に低下させる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.510992382274774
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Trapped-ion (TI) quantum bits are a front-runner technology for quantum computing. TI systems with multiple interconnected traps can overcome the hardware connectivity issue inherent in superconducting qubits and can solve practical problems at scale. With a sufficient number of qubits on the horizon, the multi-programming model for Quantum Computers (QC) has been proposed where multiple users share the same QC for their computing. Multi-programming is enticing for quantum cloud providers as it can maximize device utilization, throughput, and profit for clouds. Users can also benefit from the short wait queue. However, shared access to quantum computers can create new security issues. This paper presents one such vulnerability in shared TI systems that require shuttle operations for communication among traps. Repeated shuttle operations increase quantum bit energy and degrade the reliability of computations (fidelity). We show adversarial program design approaches requiring numerous shuttles. We propose a random and systematic methodology for adversary program generation. Our analysis shows shuttle-exploiting attacks can substantially degrade the fidelities of victim programs by 2X to 63X. Finally, we present several countermeasures such as adopting a hybrid initial mapping policy, padding victim programs with dummy qubits, and capping maximum shuttles.
• Abstract（参考訳）: トラップイオン (ti) 量子ビットは量子コンピューティングのフロントエンド技術である。 複数の相互接続トラップを持つTIシステムは、超伝導量子ビット固有のハードウェア接続問題を克服し、大規模で実用的な問題を解決することができる。 量子コンピュータのためのマルチプログラミングモデル(qc:multi-programming model for quantum computers)は、複数のユーザが同じqcをコンピューティングで共有するためのモデルである。 量子クラウドプロバイダは、デバイスの利用、スループット、クラウドの利益を最大化できるため、マルチプログラミングが熱心です。 ユーザは、短い待ち行列の恩恵を受けることもできる。 しかし、量子コンピュータへの共有アクセスは新たなセキュリティ問題を引き起こす可能性がある。 本稿では、トラップ間の通信にシャトル操作を必要とする共有TIシステムにおけるそのような脆弱性について述べる。 繰り返しシャトル操作は量子ビットエネルギーを増大させ、計算の信頼性を低下させる。 我々は,多数のシャトルを必要とする敵プログラム設計手法を示す。 敵プログラム生成のためのランダムで体系的な手法を提案する。 解析の結果,シャトル爆発攻撃は,被害者プログラムのフィパリティを2倍から63倍に低下させることがわかった。 最後に,ハイブリッド初期マッピングポリシの採用,ダミーキュービットによる被害者プログラムのパディング,最大シャトルのキャッピングなど,いくつかの対策を提案する。

関連論文リスト

• A Quantum-Classical Collaborative Training Architecture Based on Quantum State Fidelity [50.387179833629254]
  我々は,コ・テンク (co-TenQu) と呼ばれる古典量子アーキテクチャを導入する。 Co-TenQuは古典的なディープニューラルネットワークを41.72%まで向上させる。 他の量子ベースの手法よりも1.9倍も優れており、70.59%少ない量子ビットを使用しながら、同様の精度を達成している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-23T14:09:41Z)
• QuantumSEA: In-Time Sparse Exploration for Noise Adaptive Quantum Circuits [82.50620782471485]
  QuantumSEAはノイズ適応型量子回路のインタイムスパース探索である。 1)トレーニング中の暗黙の回路容量と(2)雑音の頑健さの2つの主要な目標を達成することを目的としている。 提案手法は, 量子ゲート数の半減と回路実行の2倍の時間節約で, 最先端の計算結果を確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-10T22:33:00Z)
• Stealthy SWAPs: Adversarial SWAP Injection in Multi-Tenant Quantum Computing [2.77390041716769]
  効率的なハードウェア利用のための潜在的なソリューションとしてマルチテナントコンピューティング(MTC)が登場している。 本稿では,超伝導量子ハードウェアにおける MTC の脅威,すなわち MTC のコンパイル中の被害者プログラムにおける SWAP ゲートインジェクションを提案する。 SWAPオーバーヘッドでは,最大55%,中央値25%の上昇が報告されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-26T14:31:21Z)
• A Primer on Security of Quantum Computing [5.510992382274774]
  量子コンピューティングは、古典的な領域から難解な問題を解くことによって、いくつかのアプリケーション領域を変換することができる。 量子コンピューティングスタックは、保護を必要とする機密性のある知的特性(IP)を含むことができる。 量子コンピュータは、伝統的に知られている障害注入攻撃を促進するために、マルチテナント環境で2つのプログラムを結合するクロストークに悩まされている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-04T02:30:27Z)
• InQuIR: Intermediate Representation for Interconnected Quantum Computers [0.0]
  InQuIRは、分散量子システム上での通信と計算を表現できる表現である。 デッドロックなどの分散プログラムで発生する問題を説明するために,InQuIRで記述した例を挙げる。 また、InQuIR用のソフトウェアツールを提供し、量子回路の計算コストを評価する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-01T06:19:23Z)
• Delegated variational quantum algorithms based on quantum homomorphic encryption [69.50567607858659]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、量子デバイス上で量子アドバンテージを達成するための最も有望な候補の1つである。 クライアントのプライベートデータは、そのような量子クラウドモデルで量子サーバにリークされる可能性がある。 量子サーバが暗号化データを計算するための新しい量子ホモモルフィック暗号(QHE)スキームが構築されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-25T07:00:13Z)
• Oblivious Quantum Computation and Delegated Multiparty Quantum Computation [61.12008553173672]
  本稿では、入力量子ビットの秘密性と量子ゲートを識別するプログラムを必要とする新しい計算量子計算法を提案する。 本稿では,この課題に対する2サーバプロトコルを提案する。 また,従来の通信のみを用いて,複数のユーザがサーバにマルチパーティ量子計算を依頼する多パーティ量子計算についても論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-02T09:01:33Z)
• Iterative Qubits Management for Quantum Index Searching in a Hybrid System [56.39703478198019]
  IQuCSは、量子古典ハイブリッドシステムにおけるインデックス検索とカウントを目的としている。 我々はQiskitでIQuCSを実装し、集中的な実験を行う。 その結果、量子ビットの消費を最大66.2%削減できることが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-22T21:54:28Z)
• Optimal Stochastic Resource Allocation for Distributed Quantum Computing [50.809738453571015]
  本稿では,分散量子コンピューティング(DQC)のためのリソース割り当て方式を提案する。 本評価は,提案手法の有効性と,量子コンピュータとオンデマンド量子コンピュータの両立性を示すものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-16T02:37:32Z)
• A Shuttle-Efficient Qubit Mapper for Trapped-Ion Quantum Computers [4.903455321543022]
  本稿では,量子コンピュータプログラムの奥行きと多数の量子ビットを持つ新しいポリシーを提案する。 我々の方針はプログラム適応であり、プログラムの初期段階で発生したゲートを遅発するゲートよりも優先順位付けする。 本手法は,120個のランダム回路に対して,9%のシャトル/プログラムを(最高で21.3%)削減する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-04-07T18:57:57Z)
• Delegating Multi-Party Quantum Computations vs. Dishonest Majority in Two Quantum Rounds [0.0]
  マルチパーティ量子計算(MPQC)は、量子ネットワークのキラーアプリケーションとして多くの注目を集めている。 単一の正直なクライアントであっても、盲目性と妥当性を達成できる構成可能なプロトコルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-25T15:58:09Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。