論文の概要: Multi-Stage Watermarking for Quantum Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.18038v1
• Date: Sun, 28 Apr 2024 00:52:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-30 18:12:38.655717
• Title: Multi-Stage Watermarking for Quantum Circuits
• Title（参考訳）: 量子回路のマルチステージ透かし
• Authors: Min Yang, Xiaolong Guo, Lei Jiang,
• Abstract要約: 特定の問題に対処するために設計された量子回路は、量子コンピューティング企業にとって重要な知的特性(IP)として登場した。 本稿では,量子回路のための革新的なマルチステージ透かし方式を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.592314567937159
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing represents a burgeoning computational paradigm that significantly advances the resolution of contemporary intricate problems across various domains, including cryptography, chemistry, and machine learning. Quantum circuits tailored to address specific problems have emerged as critical intellectual properties (IPs) for quantum computing companies, attributing to the escalating commercial value of quantum computing. Consequently, designing watermarking schemes for quantum circuits becomes imperative to thwart malicious entities from producing unauthorized circuit replicas and unlawfully disseminating them within the market. Unfortunately, the prevailing watermarking technique reliant on unitary matrix decomposition markedly inflates the number of 2-qubit gates and circuit depth, thereby compromising the fidelity of watermarked circuits when embedding detectable signatures into the corresponding unitary matrices. In this paper, we propose an innovative multi-stage watermarking scheme for quantum circuits, introducing additional constraints across various synthesis stages to validate the ownership of IPs. Compared to the state-of-the-art watermarking technique, our multi-stage watermarking approach demonstrates, on average, a reduction in the number of 2-qubit gates by 16\% and circuit depth by 6\%, alongside an increase in the fidelity of watermarked circuits by 8\%, while achieving a 79.4\% lower probabilistic proof of authorship.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、暗号、化学、機械学習など、様々な領域にまたがる現代の複雑な問題の解決を著しく前進させる、急成長する計算パラダイムである。 特定の問題に対処するために設計された量子回路は、量子コンピューティング企業の重要な知的特性(IP)として登場し、量子コンピューティングの商業的価値の増大に寄与している。 そのため、量子回路の透かし方式の設計は、悪意あるエンティティが不正な回路レプリカを生産し、違法に市場中に拡散することを防ぐために不可欠となる。 残念なことに、ユニタリ行列分解に依存する一般的な透かし技術は、2ビットゲートの数と回路深さを著しく膨らませ、検出可能なシグネチャを対応するユニタリ行列に埋め込む際に、透かし回路の忠実さを損なう。 本稿では, 量子回路における新しいマルチステージ透かし方式を提案する。 最先端の透かし技術と比較すると, 平均2ビットゲートの数が16倍, 回路深さが6倍に減少し, 透かし回路の忠実度が8倍に増加し, 79.4倍の低確率なオーサシップ証明が達成された。

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