論文の概要: Barycentric and Pairwise Renyi Quantum Leakage
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06156v1
- Date: Fri, 9 Feb 2024 03:09:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-12 18:06:00.214216
- Title: Barycentric and Pairwise Renyi Quantum Leakage
- Title（参考訳）: barycentric と pairwise renyi quantum leak
- Authors: Farhad Farokhi
- Abstract要約: プライバシとセキュリティ分析のための情報漏洩の尺度として、バリー中心およびペアワイズ量子レニイリークが提案されている。
それらは、肯定性、独立性、後処理の不等式、ユニタリ不変性の重要な性質を満たす。
量子コンピューティングと通信におけるノイズの一般的なモデルであるグローバルおよびローカルな分極チャネルは、プライベートまたはセキュアな情報漏洩を制限する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.244521717083696
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Barycentric and pairwise quantum Renyi leakages are proposed as two measures
of information leakage for privacy and security analysis in quantum computing
and communication systems. These quantities both require minimal assumptions on
the eavesdropper, i.e., they do not make any assumptions on the eavesdropper's
attack strategy or the statistical prior on the secret or private classical
data encoded in the quantum system. They also satisfy important properties of
positivity, independence, post-processing inequality, and unitary invariance.
The barycentric quantum Renyi leakage can be computed by solving a
semi-definite program and the pairwise quantum Renyi leakage possesses an
explicit formula. The barycentric and pairwise quantum Renyi leakages form
upper bounds on the maximal quantum leakage, the sandwiched quantum
$\alpha$-mutual information, the accessible information, and the Holevo's
information. Furthermore, differentially-private quantum channels are shown to
bound these measures of information leakage. Global and local depolarizing
channels, that are common models of noise in quantum computing and
communication, restrict private or secure information leakage. Finally, a
privacy-utility trade-off formula in quantum machine learning using variational
circuits is developed. The privacy guarantees can only be strengthened, i.e.,
information leakage can only be reduced, if the performance degradation grows
larger and vice versa.
- Abstract（参考訳）: barycentric と pairwise quantum renyi leaks は、量子コンピューティングおよび通信システムにおけるプライバシーおよびセキュリティ解析のための情報漏洩の2つの尺度として提案されている。
これらの量はともに、盗聴器の攻撃戦略や、量子システムに符号化された秘密またはプライベートな古典的データに関する統計的な事前の仮定を一切行わない。
それらはまた、肯定性、独立性、後処理の不等式、ユニタリ不変性の重要な性質を満たす。
偏心量子 Renyi リークは半定値プログラムを解くことで計算でき、ペアの量子 Renyi リークは明示的な公式を持つ。
barycentric および pairwise quantum renyi leaks は、最大量子リーク、サンドウィッチされた量子 $\alpha$-mutual 情報、アクセス可能な情報、およびholevo の情報の上界を形成する。
さらに、微分プライベート量子チャネルは、これらの情報漏洩の尺度に拘束されることが示されている。
量子コンピューティングと通信におけるノイズの一般的なモデルであるグローバルおよびローカルデポーラライズチャネルは、プライベートまたはセキュアな情報の漏洩を制限する。
最後に,変動回路を用いた量子機械学習におけるプライバシー利用トレードオフ式を開発した。
プライバシの保証は強化されるのみであり、すなわち、パフォーマンスの低下が大きくなり、その逆も大きくなると、情報の漏洩は少なくなる。
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