論文の概要: Proof-of-work consensus by quantum sampling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.19865v3
• Date: Sun, 29 Sep 2024 04:10:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-01 21:58:53.621008
• Title: Proof-of-work consensus by quantum sampling
• Title（参考訳）: 量子サンプリングによる作業結果のコンセンサス
• Authors: Deepesh Singh, Gopikrishnan Muraleedharan, Boxiang Fu, Chen-Mou Cheng, Nicolas Roussy Newton, Peter P. Rohde, Gavin K. Brennen,
• Abstract要約: 我々は、ブロックチェーンコンセンサスのための量子Proof-of-Workスキームとして、粗粒ボソンサンプリング(CGBS)と呼ばれる変種を使うことを提案する。 ユーザは、現在のブロック情報に依存する入力状態を使用してボソンサンプリングを行い、そのサンプルをネットワークにコミットする。 正直なサンプルをコミットする坑夫に対する報酬と不正直なサンプルをコミットする坑夫に対する罰とを組み合わせることで、ナッシュ均衡は正直なノードをインセンティブを与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Since its advent in 2011, boson sampling has been a preferred candidate for demonstrating quantum advantage because of its simplicity and near-term requirements compared to other quantum algorithms. We propose to use a variant, called coarse-grained boson-sampling (CGBS), as a quantum Proof-of-Work (PoW) scheme for blockchain consensus. The users perform boson sampling using input states that depend on the current block information and commit their samples to the network. Afterwards, CGBS strategies are determined which can be used to both validate samples and reward successful miners. By combining rewards for miners committing honest samples together with penalties for miners committing dishonest samples, a Nash equilibrium is found that incentivizes honest nodes. We provide numerical evidence that these validation tests are hard to spoof classically without knowing the binning scheme ahead of time and show the robustness of our protocol to small partial distinguishability of photons. The scheme works for both Fock state boson sampling and Gaussian boson sampling and provides dramatic speedup and energy savings relative to computation by classical hardware.
• Abstract（参考訳）: 2011年の出現以来、ボソンサンプリングは他の量子アルゴリズムと比較して単純で短期的な要求のため、量子上の優位性を示す候補として好まれてきた。 我々は、ブロックチェーンコンセンサスのための量子Proof-of-Work(PoW)スキームとして、粗粒ボソンサンプリング(CGBS)と呼ばれる変種を用いることを提案する。 ユーザは、現在のブロック情報に依存する入力状態を使用してボソンサンプリングを行い、そのサンプルをネットワークにコミットする。 その後、サンプルの検証と採鉱成功の報奨に使用できるCGBS戦略が決定される。 正直なサンプルをコミットする坑夫に対する報酬と不正直なサンプルをコミットする坑夫に対する罰とを組み合わせることで、ナッシュ均衡は正直なノードをインセンティブを与える。 我々は,これらの検証試験が,前もってバイナリ方式を知らずに古典的に偽装することが困難であることを示す数値的な証拠を提供し,光子の小さな部分的識別性に対する我々のプロトコルの堅牢性を示す。 このスキームはフォック状態ボソンサンプリングとガウスボソンサンプリングの両方で機能し、古典的なハードウェアによる計算と比較して劇的なスピードアップと省エネを提供する。

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