論文の概要: A Provably Secure Framework for Noise-Aware Delegated Quantum Computation and Storage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.07596v2
• Date: Mon, 22 Sep 2025 06:22:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:15.579682
• Title: A Provably Secure Framework for Noise-Aware Delegated Quantum Computation and Storage
• Title（参考訳）: 雑音を考慮した量子計算とストレージのための安全なフレームワーク
• Authors: Sanidhya Gupta, Ankur Raina,
• Abstract要約: 本稿では,ノイズ対応分散量子計算のためのエンドツーエンドフレームワークを提案する。 当社のフレームワークが完全性、盲目性、妥当性を達成できることを証明するためのセキュリティ分析を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As large-scale quantum computers become a reality, they will likely exist as centralized cloud resources accessible to a broad user base. Securely delegating private quantum computations to untrusted servers is therefore a foundational challenge. This requires rigorous, provable guarantees of privacy (blindness), cor- rectness (completeness), and integrity against malicious actions (verifiability). This paper presents a complete end-to-end framework for noise-aware distributed quantum computation. Our architecture is built on three technical pillars: (1) a distributed stabilizer code backbone to securely encode and store quantum states across multiple non-communicating server nodes; (2) a two-level error correction scheme, where each server node can locally correct errors based on its specific noise model; and (3) a trap-based verification protocol to detect any malicious deviation by the server. We formally provide a security analysis to prove that our framework achieves completeness, blindness, and verifiability. Our work thus provides a practical and provably secure blueprint for trustworthy distributed quantum computation framework, paving the way for secure quantum cloud services.
• Abstract（参考訳）: 大規模な量子コンピュータが現実になるにつれて、彼らは幅広いユーザーベースにアクセス可能な集中型のクラウドリソースとして存在する可能性が高い。 したがって、プライベートな量子計算を信頼できないサーバに安全に委譲することは、基本的な課題である。 これは厳格で証明可能なプライバシー(盲目)、正当性(完全性)、悪意のある行為に対する完全性(監視可能性)の保証を必要とする。 本稿では,ノイズ対応分散量子計算のためのエンドツーエンドフレームワークを提案する。 本アーキテクチャは,(1)複数の非通信ノード間で量子状態をセキュアにエンコードして保存する分散安定化コードバックボーン,(2)各サーバノードが特定のノイズモデルに基づいてエラーを局所的に補正できる2レベルエラー補正スキーム,(3)サーバによる悪質な偏差を検出するトラップベースの検証プロトコルの3つの技術柱上に構築されている。 当社のフレームワークが完全性、盲目性、妥当性を達成できることを証明するために、セキュリティ分析を正式に提供します。 我々の研究は、信頼性の高い分散量子計算フレームワークのための実用的で証明可能なセキュアな青写真を提供し、セキュアな量子クラウドサービスへの道を開いた。

関連論文リスト

• Noise-Robustness for Delegated Quantum Computation in the Circuit Model [0.6015898117103068]
  クラウドベースの量子コンピューティングは、デリゲートされた量子計算における検証可能性の問題を先導する。 本研究では,Broadbent[Theory of Computing, 2018]が導入した量子計算の検証のための回路ベースのフレームワークを再検討し,サーバ側ノイズの設定に拡張する。 我々の貢献は、計算とテストラウンドを区別できない方法でインターリーブするプロトコルによって達成される耐雑音閾値の上限を改良したものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-28T02:40:58Z)
• Plugging Leaks in Fault-Tolerant Quantum Computation and Verification [0.03499870393443268]
  検証器の量子デバイス上で秘密依存ノイズを処理できる普遍量子計算のための最初のフォールトトレラントブラインド検証方式を提案する。 我々の主なツールは、秘密に依存しないノイズを秘密に依存しないノイズに変換する2つの新しい蒸留プロトコルである。 我々はこれらのプロトコルを用いて、ノイズが極端に秘密に依存しないX-Y平面の状態を準備し、指数的信頼度を持つ任意のフォールトトレラントなBQP計算で検証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-03T17:57:59Z)
• Distributed quantum computing with black-box subroutines [0.0]
  任意の未知のサブルーチンに対応する分散量子コンピューティングのための汎用プロトコルを提案する。 これはマルチチップ相互接続による量子コンピューティングのスケールアップに応用できる。 我々は,このプロトコルを,現在利用可能な量子コンピューティングプラットフォームを用いて物理的に実装できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-20T15:44:54Z)
• Composably Secure Delegated Quantum Computation with Weak Coherent Pulses [0.0]
  セキュアなDelegated Quantum Computationプロトコルにより、クライアントは量子計算を強力なリモートサーバに委譲することができる。 本稿では、クライアントが単一光子ソースを持つ必要性を緩和する方法を示す。 送信された弱いコヒーレントパルスの十分に大きなブロックの中で、少なくとも1つの光子が単一光子として放出されることを保証するプロトコルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-11T15:47:52Z)
• Universal distributed blind quantum computing with solid-state qubits [0.0]
  ブラインド量子コンピューティングは、分散量子システムの有望な応用である。 分散2ノードネットワーク上で,単一ビットと2ビットのブラインドゲートからなる普遍的な量子ゲートセットを実験的に実証した。 我々は、2ノードネットワークをまたいだ盲点演算による分散アルゴリズムを実行し、分散モジュールアーキテクチャにおける物質量子ビットを用いた盲点量子計算への道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-04T04:13:46Z)
• Sound certification of memory-bounded quantum computers [0.1874930567916036]
  本稿では,現実的なサーバ・ユーザシナリオにおける量子ゲート認証のための量子システム・クイズ方式を提案する。 重要なことは、このアプローチは信頼できる状態の準備と測定を必要としないため、本質的には関連する系統的なエラーから解放される。 メモリバウンドの単一デバイスセットアップで最初に解決しようとしている技術的課題は、マルチキュービットシステムのテンソル積構造を回復することである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-06T19:23:45Z)
• The curse of random quantum data [62.24825255497622]
  量子データのランドスケープにおける量子機械学習の性能を定量化する。 量子機械学習におけるトレーニング効率と一般化能力は、量子ビットの増加に伴い指数関数的に抑制される。 この結果は量子カーネル法と量子ニューラルネットワークの広帯域限界の両方に適用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-19T12:18:07Z)
• Single-Round Proofs of Quantumness from Knowledge Assumptions [41.94295877935867]
  量子性の証明は、効率的な量子コンピュータが通過できる、効率よく検証可能な対話型テストである。 既存のシングルラウンドプロトコルは大きな量子回路を必要とするが、マルチラウンドプロトコルはより小さな回路を使用するが、実験的な中間回路測定を必要とする。 我々は、既存の知識仮定に基づいて、量子性の効率的なシングルラウンド証明を構築した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-24T17:33:10Z)
• Delegated variational quantum algorithms based on quantum homomorphic encryption [69.50567607858659]
  変分量子アルゴリズム(VQA)は、量子デバイス上で量子アドバンテージを達成するための最も有望な候補の1つである。 クライアントのプライベートデータは、そのような量子クラウドモデルで量子サーバにリークされる可能性がある。 量子サーバが暗号化データを計算するための新しい量子ホモモルフィック暗号(QHE)スキームが構築されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-25T07:00:13Z)
• Service Differentiation and Fair Sharing in Distributed Quantum Computing [0.0]
  将来的には、量子コンピュータが普及し、量子リピータのネットワークによって、リモート量子ビットのエンドツーエンドの絡み合いが提供されるようになる。 本稿では,この新しい環境におけるサービス分化の課題について考察する。 次に、各プールにどの計算ノードを組み込むべきかという問題を定義します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-10T14:16:42Z)
• QuanGCN: Noise-Adaptive Training for Robust Quantum Graph Convolutional Networks [124.7972093110732]
  本稿では,ノード間の局所的なメッセージパッシングをクロスゲート量子演算のシーケンスで学習する量子グラフ畳み込みネットワーク(QuanGCN)を提案する。 現代の量子デバイスから固有のノイズを緩和するために、ノードの接続をスパーズするためにスパース制約を適用します。 我々のQuanGCNは、いくつかのベンチマークグラフデータセットの古典的なアルゴリズムよりも機能的に同等か、さらに優れている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-09T21:43:16Z)
• Oblivious Quantum Computation and Delegated Multiparty Quantum Computation [61.12008553173672]
  本稿では、入力量子ビットの秘密性と量子ゲートを識別するプログラムを必要とする新しい計算量子計算法を提案する。 本稿では,この課題に対する2サーバプロトコルを提案する。 また,従来の通信のみを用いて,複数のユーザがサーバにマルチパーティ量子計算を依頼する多パーティ量子計算についても論じる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-02T09:01:33Z)
• Iterative Qubits Management for Quantum Index Searching in a Hybrid System [56.39703478198019]
  IQuCSは、量子古典ハイブリッドシステムにおけるインデックス検索とカウントを目的としている。 我々はQiskitでIQuCSを実装し、集中的な実験を行う。 その結果、量子ビットの消費を最大66.2%削減できることが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-22T21:54:28Z)
• Quantum reservoir neural network implementation on coherently coupled quantum oscillators [1.7086737326992172]
  本稿では,多数の高密度結合ニューロンを得る量子貯水池の実装を提案する。 超伝導回路に基づく特定のハードウェア実装を解析する。 ベンチマークタスクでは99 %の最先端の精度が得られる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-07T15:24:51Z)
• Quantum Network Tomography with Multi-party State Distribution [10.52717496410392]
  量子ネットワークにおける量子チャネルのキャラクタリゼーションは、最重要事項である。 本稿では量子ネットワークトモグラフィーの問題点を紹介する。 一つのパウリ作用素によって記述された量子チャネルを持つ任意のスター量子ネットワークの場合、この問題を詳細に研究する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-06T21:47:09Z)
• Quantum Proofs of Deletion for Learning with Errors [91.3755431537592]
  完全同型暗号方式として, 完全同型暗号方式を初めて構築する。 我々の主要な技術要素は、量子証明器が古典的検証器に量子状態の形でのLearning with Errors分布からのサンプルが削除されたことを納得させる対話的プロトコルである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-03T10:07:32Z)
• A Hybrid Quantum-Classical Algorithm for Robust Fitting [47.42391857319388]
  本稿では,ロバストフィッティングのためのハイブリッド量子古典アルゴリズムを提案する。 私たちのコアコントリビューションは、整数プログラムの列を解く、新しい堅牢な適合式である。 実際の量子コンピュータを用いて得られた結果について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-25T05:59:24Z)
• Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg Atoms [55.41644538483948]
  我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。 計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。 我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z)
• Delegating Multi-Party Quantum Computations vs. Dishonest Majority in Two Quantum Rounds [0.0]
  マルチパーティ量子計算(MPQC)は、量子ネットワークのキラーアプリケーションとして多くの注目を集めている。 単一の正直なクライアントであっても、盲目性と妥当性を達成できる構成可能なプロトコルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-02-25T15:58:09Z)
• Efficient CNOT Synthesis for NISQ Devices [1.0152838128195467]
  ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)の時代、実際の量子デバイス上で量子アルゴリズムを実行することは、ユニークな課題に直面している。 この問題を解決するために,トークン還元法と呼ばれるCNOT合成法を提案する。 我々のアルゴリズムは、テストされた全ての量子アーキテクチャにおいて、最も広くアクセス可能なアルゴリズムよりも一貫して優れています。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-12T15:13:32Z)
• Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
  ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。 すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。 我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z)
• Security Limitations of Classical-Client Delegated Quantum Computing [54.28005879611532]
  クライアントは、古典的なチャネルを使用して量子状態をリモートで準備する。 サブモジュールとして$RSP_CC$を採用することで生じるプライバシ損失は、不明である。 特定の$RSP_CC$プロトコルは、少なくともいくつかのコンテキストにおいて量子チャネルを置き換えることができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-03T13:15:13Z)
• Realising and compressing quantum circuits with quantum reservoir computing [2.834895018689047]
  量子ノードのランダムネットワークが量子コンピューティングの堅牢なハードウェアとしてどのように使用できるかを示す。 我々のネットワークアーキテクチャは、量子ノードの単一層のみを最適化することで量子演算を誘導する。 数量子状態においては、量子回路内の複数の量子ゲートのシーケンスは単一の演算で圧縮することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-21T03:29:16Z)
• Quantum noise protects quantum classifiers against adversaries [120.08771960032033]
  量子情報処理におけるノイズは、特に短期的な量子技術において、破壊的で避け難い特徴と見なされることが多い。 量子回路の非偏極雑音を利用して分類を行うことにより、敵に縛られるロバスト性を導出できることを示す。 これは、最も一般的な敵に対して使用できる最初の量子プロトコルである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-20T17:56:14Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。