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/2403.02656v2
- Date: Fri, 13 Sep 2024 10:57:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-16 23:27:08.128213
- Title: Hardware requirements for trapped-ion based verifiable blind quantum computing with a measurement-only client
- Title（参考訳）: 測定専用クライアントを用いたトラップイオンによる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、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。
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、最小限のハードウェア要件をパラメータ単位で決定し、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。
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。
現在の最先端のイオントラップは、パラメータごとに最小限の要件を満たすが、現在のすべての不完全な組み合わせにより、既存の技術を使用して50km以上のブラインド計算を安全に行うことは不可能である。
遺伝的アルゴリズムを用いて、必要な改善の総量を最小限に抑えるハードウェアパラメータのセットを決定し、ハードウェアを改良し、実験的な実証を可能にするしきい値誤差確率に達するための方向を求める。
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のに必要な、短期的な実験的進歩の道を開く。
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