論文の概要: Trustworthy Computing using Untrusted Cloud-Based Quantum Hardware

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.01826v2
• Date: Thu, 14 Nov 2024 20:47:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-18 15:35:58.350934
• Title: Trustworthy Computing using Untrusted Cloud-Based Quantum Hardware
• Title（参考訳）: 信頼できないクラウドベースの量子ハードウェアを用いた信頼できる計算
• Authors: Suryansh Upadhyay, Swaroop Ghosh,
• Abstract要約: セキュリティと信頼性は、量子コンピューティングを含むあらゆるコンピューティングパラダイムにおける主要な関心事である。 各種ハードウェアオプションの合計ショット数を等しく分配することを提案する。 平均すると、純粋な量子ワークロードにおける近似30Xと近似1.5Xの改善と、ハイブリッド古典アルゴリズムにおける近似5Xの最大化に留意する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.348041867134616
• License:
• Abstract: Security and reliability are primary concerns in any computing paradigm including quantum computing. Currently users can access quantum computers through a cloud based platform where they can run their programs on a suite of quantum computers. As the quantum computing ecosystem grows in popularity and utility it is reasonable to expect that more companies including untrusted or less trusted or unreliable vendors will begin offering quantum computers as hardware as a service at varied price or performance points. Since computing time on quantum hardware is expensive and the access queue could be long the users will be motivated to use the cheaper and readily available but unreliable or less trusted hardware. The less trusted vendors can tamper with the results providing a suboptimal solution to the user. In this paper we model this adversarial tampering and simulate its impact on a number of pure quantum and hybrid quantum classical workloads. To guarantee trustworthy computing for a mixture of trusted and untrusted hardware we propose distributing the total number of shots equally among the various hardware options. On average we note approx 30X and approx 1.5X improvement across the pure quantum workloads and a maximum improvement of approx 5X for hybrid classical algorithm in the chosen quality metrics. We also propose an intelligent run adaptive split heuristic leveraging temporal variation in hardware quality to users advantage allowing them to identify tampered or untrustworthy hardware at runtime and allocate more number of shots to the reliable hardware which results in a maximum improvement of approx 190X and approx 9X across the pure quantum workloads and an improvement of up to approx 2.5X for hybrid classical algorithm.
• Abstract（参考訳）: セキュリティと信頼性は、量子コンピューティングを含むあらゆるコンピューティングパラダイムにおける主要な関心事である。 現在ユーザは、クラウドベースのプラットフォームを通じて量子コンピュータにアクセスでき、量子コンピュータのスイート上でプログラムを実行することができる。 量子コンピューティングエコシステムの人気とユーティリティが高まるにつれて、信頼できない、信頼できない、信頼できないベンダーを含む多くの企業が、さまざまな価格やパフォーマンスの点で、サービスとして量子コンピュータをハードウェアとして提供し始めることを期待するのは理にかなっている。 量子ハードウェアのコンピューティング時間は高価であり、アクセスキューは長くかかる可能性があるため、ユーザは安価で容易に利用できるが信頼性の低いハードウェアを使う動機がある。 信頼性の低いベンダーは、ユーザに最適なソリューションを提供する結果に干渉することができる。 本稿では、この逆転タンピングをモデル化し、多くの純粋量子およびハイブリッド量子古典的ワークロードに対するその影響をシミュレートする。 信頼できないハードウェアと信頼できないハードウェアの混合に対する信頼性の高い計算を保証するため、様々なハードウェアオプションの合計ショット数を等しく分配することを提案する。 平均すると、純粋な量子ワークロード間でのアロックス30Xとアロックス1.5Xの改善、選択された品質指標におけるハイブリッド古典アルゴリズムに対するアロックス5Xの最大化に留意する。 また、ハードウェア品質の時間的変動を利用したインテリジェントな実行適応分割ヒューリスティックを提案し、実行時に改ざんされたハードウェアや信頼できないハードウェアを識別し、信頼性の高いハードウェアにより多くのショットを割り当てることで、純粋な量子ワークロードにおける190Xおよび9Xの最大改善と、ハイブリッド古典アルゴリズムにおける2.5Xの近似の改善を実現した。

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