論文の概要: Towards practical secure delegated quantum computing with semi-classical light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.12103v1
- Date: Wed, 18 Sep 2024 16:24:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-19 16:45:43.736648
- Title: Towards practical secure delegated quantum computing with semi-classical light
- Title（参考訳）: 半古典的光を用いた実用的なセキュアデリゲート量子コンピューティングを目指して
- Authors: Boris Bourdoncle, Pierre-Emmanuel Emeriau, Paul Hilaire, Shane Mansfield, Luka Music, Stephen Wein,
- Abstract要約: 本稿では,クライアントとサーバの両方の技術的要件を大幅に削減するSDQCプロトコルを提案する。
より正確には、クライアントは減衰レーザーパルスのみを操作し、サーバはスピン光子絡みを発生できる構造で相互作用する量子エミッターのみを処理します。
- 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: Secure Delegated Quantum Computation (SDQC) protocols are a vital piece of the future quantum information processing global architecture since they allow end-users to perform their valuable computations on remote quantum servers without fear that a malicious quantum service provider or an eavesdropper might acquire some information about their data or algorithm. They also allow end-users to check that their computation has been performed as they have specified it. However, existing protocols all have drawbacks that limit their usage in the real world. Most require the client to either operate a single-qubit source or perform single-qubit measurements, thus requiring them to still have some quantum technological capabilities albeit restricted, or require the server to perform operations which are hard to implement on real hardware (e.g isolate single photons from laser pulses and polarisation-preserving photon-number quantum non-demolition measurements). Others remove the need for quantum communications entirely but this comes at a cost in terms of security guarantees and memory overhead on the server's side. We present an SDQC protocol which drastically reduces the technological requirements of both the client and the server while providing information-theoretic composable security. More precisely, the client only manipulates an attenuated laser pulse, while the server only handles interacting quantum emitters with a structure capable of generating spin-photon entanglement. The quantum emitter acts as both a converter from coherent laser pulses to polarisation-encoded qubits and an entanglement generator. Such devices have recently been used to demonstrate the largest entangled photonic state to date, thus hinting at the readiness of our protocol for experimental implementations.
- Abstract（参考訳）: セキュアなDelegated Quantum Computation(SDQC)プロトコルは、エンドユーザが悪意のある量子サービスプロバイダやeavesdropperがデータやアルゴリズムに関する情報を取得することを恐れずに、リモート量子サーバ上で貴重な計算を実行できるようにするため、将来の量子情報処理グローバルアーキテクチャの重要な部分である。
また、エンドユーザは、その計算が指定されたときに実行されたかどうかを確認することもできる。
しかし、既存のプロトコルには、実世界での使用を制限する欠点がある。
ほとんどの場合、クライアントは単一量子ビットのソースを操作するか、単一量子ビットの測定を行う必要があるため、量子技術能力は制限されているが、サーバは実際のハードウェアで実装が難しい操作を行う必要がある(例えば、単一光子をレーザーパルスから分離し、光子数の量子非破壊測定を行う)。
量子通信の必要性を完全に取り除くものもいるが、これはセキュリティ保証とサーバ側のメモリオーバーヘッドの点でコストがかかる。
本稿では,情報理論的構成可能なセキュリティを提供しながら,クライアントとサーバの両方の技術的要件を大幅に削減するSDQCプロトコルを提案する。
より正確には、クライアントは減衰レーザーパルスのみを操作し、サーバはスピン光子絡みを発生できる構造で相互作用する量子エミッターのみを処理します。
量子エミッタは、コヒーレントレーザーパルスから偏光符号化量子ビットへの変換器および絡み合わせ発生器として機能する。
このようなデバイスは近年,これまでで最大の絡み合ったフォトニック状態を示すために使われてきた。
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