論文の概要: Designing Fault-Tolerant Blind Quantum Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.21621v1
• Date: Tue, 27 May 2025 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-29 20:07:45.795103
• Title: Designing Fault-Tolerant Blind Quantum Computation
• Title（参考訳）: フォールトトレラントブラインド量子計算の設計
• Authors: Gefen Baranes, Iria W. Wang, Francisco Machado, Aziza Suleymanzade, Pieter-Jan Stas, Yan-Cheng Wei, Susanne F. Yelin, Johannes Borregaard, Mikhail D. Lukin,
• Abstract要約: ブラインド量子コンピューティングは、限られた量子能力を持つクライアントが、より強力なサーバに量子計算を委譲することを可能にする。 既存のBQCプロトコルは、光子損失、低効率、高オーバーヘッドによる大規模計算にスケールする際の課題に直面している。 我々は、スケーラブルなフォールトトレラントブラインド量子計算のためのアーキテクチャを開発する。
• 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: Blind quantum computing (BQC) is a computational paradigm that allows a client with limited quantum capabilities to delegate quantum computations to a more powerful server while keeping both the algorithm and data hidden. However, in practice, existing BQC protocols face significant challenges when scaling to large-scale computations due to photon losses, low efficiencies, and high overheads associated with fault-tolerant operations, requiring the client to compile both logical operations and error correction primitives. We use a recently demonstrated hybrid light-matter approach [PRL 132, 150604 (2024); Science 388, 509-513 (2025)] to develop an architecture for scalable fault-tolerant blind quantum computation. By combining high-fidelity local gates on the server's matter qubits with delegated blind rotations using photons, we construct loss-tolerant delegated gates that enable efficient algorithm compilation strategies and a scalable approach for fault-tolerant blind logical algorithms. Our approach improves the error-correction threshold and increases the speed and depth of blind logical circuits. Finally, we outline how this architecture can be implemented on state-of-the-art quantum hardware, including neutral atom arrays and solid-state spin defects. These new capabilities open up new opportunities for deep circuit blind quantum computing.
• Abstract（参考訳）: Blind Quant Computing (BQC) は、限られた量子能力を持つクライアントが、アルゴリズムとデータを隠蔽しながら、より強力なサーバに量子計算を委譲できる計算パラダイムである。 しかし、実際には、既存のBQCプロトコルは、光子損失、低効率、耐障害性操作に関連する高いオーバーヘッドによる大規模計算へのスケーリングにおいて重大な課題に直面しており、クライアントは論理演算とエラー訂正プリミティブの両方をコンパイルする必要がある。 我々は最近、スケーラブルなフォールトトレラントブラインド量子計算のためのアーキテクチャを開発するために、ハイブリッド・ライト・マッター・アプローチ(PRL 132, 150604 (2024), Science 388, 509-513 (2025))を用いた。 サーバの物質量子ビット上の高忠実な局所ゲートと光子を用いた委譲ブラインドローテーションを組み合わせることにより、効率的なアルゴリズムコンパイル戦略を実現するための損失耐性デリゲートと、フォールトトレラントブラインド論理アルゴリズムのためのスケーラブルなアプローチを構築する。 提案手法は,誤差補正閾値を向上し,ブラインド論理回路の速度と深さを向上する。 最後に、このアーキテクチャを、中性原子配列や固体スピン欠陥を含む最先端の量子ハードウェア上でどのように実装できるかを概説する。 これらの新しい機能は、ディープサーキットブラインド量子コンピューティングの新たな機会を開く。

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