論文の概要: Building Trust in the Quantum Cloud with Physical Unclonable Functions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.07094v2
• Date: Tue, 09 Sep 2025 16:03:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-10 16:45:31.978279
• Title: Building Trust in the Quantum Cloud with Physical Unclonable Functions
• Title（参考訳）: 物理的に不可避な機能を持つ量子クラウドにおける信頼の構築
• Authors: Behnam Tonekaboni, Pranav Gokhale, Kaitlin N. Smith,
• Abstract要約: 本稿では,量子デバイス特性を活用して量子物理不能関数(Q-PUF)を構成する認証プロトコルを提案する。 我々は,実データとシミュレーションデータの両方を用いたIBM量子デバイスへのアプローチを試作した。 我々の研究は、ハイブリッド量子古典システムにおけるセキュアでハードウェアに根ざした認証の基礎を築いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9903304028630213
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As cloud-based quantum computing expands, securing access to quantum hardware is increasingly critical. We present an authentication protocol that leverages intrinsic quantum device properties to construct Quantum Physical Unclonable Functions (Q-PUFs). Using frequency fingerprints from fixed-frequency transmon qubits, we prototype our approach on IBM quantum devices with both real and simulated data. We employ fuzzy extractors to generate stable cryptographic keys that tolerate measurement noise and conceal raw hardware data. To support scalability, we introduce q tuples (qubit subsets) that enable challenge response generation for strong PUF behavior. We also outline extensions to neutral atom platforms and propose future directions including logical Q-PUFs. Our work lays the groundwork for secure, hardware-rooted authentication in hybrid quantum-classical systems.
• Abstract（参考訳）: クラウドベースの量子コンピューティングが拡大するにつれ、量子ハードウェアへのアクセスの確保がますます重要になっている。 本稿では,本質的な量子デバイス特性を活用して量子物理非包絡関数(Q-PUF)を構築するための認証プロトコルを提案する。 固定周波数トランスモン量子ビットの周波数指紋を用いて、実データとシミュレーションデータの両方を用いたIBM量子デバイスへのアプローチを試作する。 我々はファジィ抽出器を用いて、測定ノイズを許容し、生のハードウェアデータを隠蔽する安定な暗号鍵を生成する。 スケーラビリティをサポートするために,強力なPUF動作のためのチャレンジ応答生成を可能にするqタプル(キュービットサブセット)を導入する。 また、中性原子プラットフォームの拡張を概説し、論理的Q-PUFを含む今後の方向性を提案する。 我々の研究は、ハイブリッド量子古典システムにおけるセキュアでハードウェアに根ざした認証の基礎を築いた。

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