論文の概要: Hardware requirements for trapped-ion based verifiable blind quantum
computing with a measurement-only client
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02656v1
- Date: Tue, 5 Mar 2024 05:03:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-06 16:09:37.679556
- Title: Hardware requirements for trapped-ion based verifiable blind quantum
computing with a measurement-only client
- Title（参考訳）: 計測専用クライアントを用いた捕捉イオン型検証可能なブラインド量子コンピューティングのハードウェア要件
- Authors: Janice van Dam, Guus Avis, Tzula B Propp, Francisco Ferreira da Silva,
Joshua A Slater, Tracy E Northup, Stephanie Wehner
- Abstract要約: ブラインド量子コンピューティングでは、単純なクライアントデバイスを持つユーザは、リモート量子サーバ上で量子計算を行うことができる。
我々は、イオントラップをサーバとし、遠方の測定専用クライアントを用いて、検証可能なブラインド量子コンピューティングのハードウェア要件を数値的に検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In blind quantum computing, a user with a simple client device can perform a
quantum computation on a remote quantum server such that the server cannot gain
knowledge about the computation. Here, we numerically investigate hardware
requirements for verifiable blind quantum computing using an ion trap as server
and a distant measurement-only client. While the client has no direct access to
quantum-computing resources, it can remotely execute quantum programs on the
server by measuring photons emitted by the trapped ion. We introduce a
numerical model for trapped-ion quantum devices in NetSquid, a discrete-event
simulator for quantum networks. Using this, we determine the minimal hardware
requirements on a per-parameter basis to perform the verifiable blind quantum
computing protocol. We benchmark these for a five-qubit linear graph state,
with which any single-qubit rotation can be performed, where client and server
are separated by 50 km. Current state-of-the-art ion traps satisfy the minimal
requirements on a per-parameter basis, but all current imperfections combined
make it impossible to perform the blind computation securely over 50 km using
existing technology. Using a genetic algorithm, we determine the set of
hardware parameters that minimises the total improvements required, finding
directions along which to improve hardware to reach our threshold error
probability that would enable experimental demonstration. In this way, we lay a
path for the near-term experimental progress required to realise the
implementation of verifiable blind quantum computing over a 50 km distance.
- Abstract（参考訳）: ブラインド量子コンピューティングでは、単純なクライアントデバイスを持つユーザは、サーバが計算に関する知識を得ることができないように、リモート量子サーバ上で量子計算を行うことができる。
本稿では,イオントラップをサーバとして,遠隔測定のみのクライアントとして,検証可能なブラインド量子コンピューティングのハードウェア要件を数値的に検討する。
クライアントは量子コンピューティングリソースに直接アクセスしないが、捕捉されたイオンによって放出される光子を測定することで、リモートでサーバ上で量子プログラムを実行することができる。
本稿では,量子ネットワーク用離散イベントシミュレータNetSquidにおけるトラップイオン量子デバイスの数値モデルを提案する。
これを用いて、検証可能なブラインド量子コンピューティングプロトコルを実行するために、パラメータ毎の最小ハードウェア要件を決定する。
クライアントとサーバを50km間隔で分離する単一キュービット回転が可能である5キュービット線形グラフ状態をベンチマークする。
現在のイオントラップは、パラメータ毎の最小要件を満たしているが、現在の不完全性が組み合わさることで、既存の技術を使って50km以上のブラインド計算を安全に実行することは不可能である。
遺伝的アルゴリズムを用いて、必要な総改善を最小化するハードウェアパラメータのセットを決定し、ハードウェアがしきい値のエラー確率に達する方向を見つけ、実験的な実証を可能にする。
このようにして、50kmの距離で検証可能なブラインド量子コンピューティングの実装を実現するために必要な、短期的な実験的進歩の道を開く。
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