論文の概要: Study of Attacks on the HHL Quantum Algorithm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.08010v1
• Date: Thu, 10 Oct 2024 15:08:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-10-31 06:05:02.952967
• Title: Study of Attacks on the HHL Quantum Algorithm
• Title（参考訳）: HHL量子アルゴリズムの攻撃に関する研究
• Authors: Yizhuo Tan, Hrvoje Kukina, Jakub Szefer,
• Abstract要約: この研究は、クラウドベースの量子コンピュータに展開される可能性のある2種類の潜在的な攻撃の探索に焦点を当てている。 Improper Initialization Attack (IIA) と Higher Energy Attack (HEA) と呼ばれるこの2つの攻撃は、よく知られ広く使われている量子アルゴリズム HHL に初めて適用される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.21246966564845
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As the quantum research community continues to grow and new algorithms are designed, developed, and implemented, it is crucial to start thinking about security aspects and potential threats that could result in misuse of the algorithms, or jeopardize the information processed with these quantum algorithms. This work focuses on exploration of two types of potential attacks that could be deployed on a cloud-based quantum computer by an attacker circuit trying to interfere with victim circuit. The two attacks, called Improper Initialization Attack (IIA) and Higher Energy Attack (HEA), are for the first time applied to a well-known and widely used quantum algorithm: HHL. The HHL algorithm is used in the field of machine learning and big data for solving systems of linear equations. This work evaluates the effect of the attacks on different qubits within the HHL algorithm: ancilla qubit, clock qubit, and b qubit. This work demonstrates that the two attacks are able to cause incorrect results, even when only one of the qubits in the victim algorithm is attacked. Having discovered the vulnerabilities, the work motivates the need for future work to develop defense strategies for each of these attack scenarios.
• Abstract（参考訳）: 量子研究のコミュニティが成長を続け、新しいアルゴリズムが設計され、開発され、実装されるにつれて、セキュリティ面や潜在的な脅威について考え始めることが不可欠である。 この研究は、被害者の回路に干渉しようとする攻撃者回路によって、クラウドベースの量子コンピュータに展開される可能性のある2種類の潜在的な攻撃の探索に焦点を当てる。 Improper Initialization Attack (IIA) と Higher Energy Attack (HEA) と呼ばれるこの2つの攻撃は、よく知られ広く使われている量子アルゴリズム HHL に初めて適用される。 HHLアルゴリズムは線形方程式のシステムを解くために機械学習やビッグデータの分野で用いられる。 この研究は、アンシラ量子ビット(ancilla qubit)、クロック量子ビット( clock qubit)、およびb量子ビット(b qubit)という、HHLアルゴリズム内の異なる量子ビットに対する攻撃の効果を評価する。 この研究は、被害者のアルゴリズムの1つのキュービットが攻撃されたとしても、この2つの攻撃が誤った結果をもたらすことを実証している。 脆弱性を発見したこの作業は、これらの攻撃シナリオごとに防衛戦略を開発するための将来の作業の必要性を動機付けている。

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