論文の概要: E-LoQ: Enhanced Locking for Quantum Circuit IP Protection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.17101v2
- Date: Fri, 03 Jan 2025 00:37:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-06 15:10:00.914814
- Title: E-LoQ: Enhanced Locking for Quantum Circuit IP Protection
- Title（参考訳）: E-LoQ: 量子回路IP保護のための拡張ロック
- Authors: Yuntao Liu, Jayden John, Qian Wang,
- Abstract要約: 量子回路(E-LoQ)のための拡張ロック手法を提案する。
キービット毎に1量子ビットを使用した以前の作業と比較して、我々のアプローチはより高いセキュリティレベルを達成する。
その結果,E-LoQは量子回路の機能を効果的に隠蔽し,平均忠実度は1%以下であった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.692750040732365
- License:
- Abstract: In recent years, quantum computing has started to demonstrate superior efficiency to classical computing. In quantum computing, quantum circuits that implement specific quantum algorithms are usually not directly executable on quantum computer hardware. Quantum circuit compilers decompose high-level quantum gates into the hardware's native gates and optimize the circuits for accuracy and performance. 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 family of techniques to secure integrated circuit (ICs) designs 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 an enhanced locking technique for quantum circuits (E-LoQ) where multiple key bits can be condensed into one key qubit. Compared to previous work that used one qubit for each key bit, our approach achieves higher security levels. We have demonstrated the practicality of our method through experiments on a set of benchmark quantum circuits. The effectiveness of E-LoQ was measured by assessing the divergence distance from the original circuit. Our results demonstrate that E-LoQ 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を示すようになった。
量子コンピューティングにおいて、特定の量子アルゴリズムを実装する量子回路は通常、量子コンピュータハードウェア上で直接実行されない。
量子回路コンパイラは、高いレベルの量子ゲートをハードウェアのネイティブゲートに分解し、回路の精度と性能を最適化する。
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、逆エンジニアリングとIP海賊行為に対して集積回路(IC)設計をセキュアにするための一連の技術である。
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、複数の鍵ビットを1つの鍵量子ビットに縮合できる量子回路(E-LoQ)の強化ロック手法を提案する。
キービット毎に1キュービットを使用した以前の作業と比較して、我々のアプローチはより高いセキュリティレベルを達成する。
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。
E-LoQ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。
その結果,E-LoQは量子回路の機能を効果的に隠蔽し,平均忠実度は1%以下であった。
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