論文の概要: Quantum Logic Locking (QLL): Safeguarding Intellectual Property for Quantum Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.17101v1
- Date: Sun, 22 Dec 2024 17:29:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:59:58.120139
- Title: Quantum Logic Locking (QLL): Safeguarding Intellectual Property for Quantum Circuits
- Title（参考訳）: 量子論理ロック(QLL):量子回路の知的特性の保護
- Authors: Yuntao Liu, Jayden John, Qian Wang,
- Abstract要約: 量子コンピューティングにおいて、特定の量子関数を実装する量子回路は正しい解を生成するのに不可欠である。
本稿では,制御ゲートを挿入して量子回路の機能を制御する量子論理ロックを提案する。
以上の結果から,量子論理ロックは量子回路の関数を効果的に隠蔽し,平均忠実度は1%以下であることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.692750040732365
- License:
- Abstract: In recent years, quantum computing has demonstrated superior efficiency to classical computing. In quantum computing, quantum circuits that implement specific quantum functions are crucial for generating correct solutions. Therefore, quantum circuit compilers, which decompose high-level gates into the hardware's native gates and optimize the circuit serve as the bridge from the quantum software stack to the hardware machines. However, untrusted quantum compilers risk stealing original quantum designs (quantum circuits), leading to the theft of sensitive intellectual property (IP). In classical computing, logic locking is a pivotal technique for securing integrated circuits (ICs) against reverse engineering and IP piracy. This technique involves inserting a keyed value into the circuit, ensuring the correct output is achieved only with the correct key. To address similar issues in quantum circuit protection, we propose a method called quantum logic locking, which involves inserting controlled gates to control the function of the quantum circuit. We have expanded on previous work by extending the 1-bit logic key method to a multi-bit key approach, allowing for the use of diverse quantum gates. We have demonstrated the practicality of our method through experiments on a set of benchmark quantum circuits. The effectiveness of quantum logic locking was measured by assessing the divergence distance from the original circuit. Our results demonstrate that quantum logic locking effectively conceals the function of the original quantum circuit, with an average fidelity degradation of less than 1%.
- Abstract（参考訳）: 近年、量子コンピューティングは古典コンピューティングよりも優れた効率性を示している。
量子コンピューティングにおいて、特定の量子関数を実装する量子回路は正しい解を生成するのに不可欠である。
したがって、高レベルのゲートをハードウェアのネイティブゲートに分解し、回路を最適化する量子回路コンパイラは、量子ソフトウェアスタックからハードウェアマシンへのブリッジとして機能する。
しかし、信頼できない量子コンパイラは、元の量子設計(量子回路)を盗む危険を冒し、センシティブな知的財産権(IP)を盗む。
論理ロック(りょうロック、英: logic locking)は、論理回路(IC)をリバースエンジニアリングやIP海賊行為に対して確保するための重要な手法である。
この手法では、鍵付き値を回路に挿入し、正しい出力が正しいキーでのみ達成されるようにする。
量子回路保護における同様の問題に対処するため,制御ゲートを挿入して量子回路の機能を制御する量子論理ロック法を提案する。
我々は1ビット論理鍵法をマルチビット鍵法に拡張し、多様な量子ゲートの利用を可能にした。
我々は,ベンチマーク量子回路の実験を通じて,本手法の実用性を実証した。
量子論理ロックの有効性は、元の回路から分岐距離を評価することによって測定した。
以上の結果から,量子論理ロックは量子回路の関数を効果的に隠蔽し,平均忠実度は1%以下であることがわかった。
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