論文の概要: Quantum delegation with an off-the-shelf device
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.03448v1
- Date: Fri, 7 Apr 2023 02:43:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-10 13:01:07.966193
- Title: Quantum delegation with an off-the-shelf device
- Title（参考訳）: オフザシェルフデバイスを用いた量子デリゲート
- Authors: Anne Broadbent, Arthur Mehta, and Yuming Zhao
- Abstract要約: 我々は, OTSモデルを用いて, 時間量子計算の委譲方法を示す。
このテクニックをスケールアップすると、QMAのすべてに対してインタラクティブな証明システムが得られる。
これにより、QMAに対する最初の相対論的(1ラウンド)、2プロのゼロ知識証明システムが得られる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4588028371034407
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Given that reliable cloud quantum computers are becoming closer to reality,
the concept of delegation of quantum computations and its verifiability is of
central interest. Many models have been proposed, each with specific strengths
and weaknesses. Here, we put forth a new model where the client trusts only its
classical processing, makes no computational assumptions, and interacts with a
quantum server in a single round. In addition, during a set-up phase, the
client specifies the size $n$ of the computation and receives an untrusted,
off-the-shelf (OTS) quantum device that is used to report the outcome of a
single constant-sized measurement from a predetermined logarithmic-sized input.
In the OTS model, we thus picture that a single quantum server does the bulk of
the computations, while the OTS device is used as an untrusted and generic
verification device, all in a single round.
We show how to delegate polynomial-time quantum computations in the OTS
model. Scaling up the technique also yields an interactive proof system for all
of QMA, which, furthermore, we show can be accomplished in statistical
zero-knowledge. This yields the first relativistic (one-round), two-prover
zero-knowledge proof system for QMA.
As a proof approach, we provide a new self-test for $n$-EPR pairs using only
constant-sized Pauli measurements, and show how it provides a new avenue for
the use of simulatable codes for local Hamiltonian verification. Along the way,
we also provide an enhanced version of a well-known stability result due to
Gowers and Hatami and show how it completes a common argument used in
self-testing.
- Abstract（参考訳）: 信頼性の高いクラウド量子コンピュータが現実に近づいていることを考えると、量子計算のデリゲーションとその検証可能性の概念は中心的な関心事である。
多くのモデルが提案されており、それぞれに強みと弱みがある。
ここでは,クライアントが従来の処理のみを信頼し,計算的な仮定を行わず,単一ラウンドで量子サーバと対話する新たなモデルを提案する。
さらに、設定フェーズにおいて、クライアントは計算のサイズを$n$と指定し、所定の対数サイズの入力から単一の定数サイズの測定結果を報告するために使用される信頼できないオフザシェルフ(OTS)量子デバイスを受信する。
OTSモデルでは、単一量子サーバが計算の大部分を処理し、OTSデバイスは信頼できない汎用的な検証デバイスとして、すべて単一ラウンドで使用される。
OTSモデルにおける多項式時間量子計算の委譲方法を示す。
また,この手法のスケールアップにより,QMA全体の対話的証明システムも実現でき,また統計的ゼロ知識でも実現可能であることを示す。
これにより、QMAに対する最初の相対論的(1ラウンド)、2プロのゼロ知識証明システムが得られる。
検証手法として,定サイズのpauli測定値のみを用いたn$-eprペアのための新しい自己テストを行い,局所ハミルトン検証にシミュラブルコードを使用するための新しい方法を示す。
その過程で、GowersとHatamiによるよく知られた安定性結果の強化版も提供し、セルフテストでよく使われる議論をどうやって完了させるかを示します。
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