論文の概要: Pulse-Level Simulation of Crosstalk Attacks on Superconducting Quantum Hardware
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16181v2
- Date: Fri, 25 Jul 2025 14:49:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-28 12:12:30.209817
- Title: Pulse-Level Simulation of Crosstalk Attacks on Superconducting Quantum Hardware
- Title（参考訳）: 超伝導量子ハードウェアにおけるクロストーク攻撃のパルスレベルシミュレーション
- Authors: Syed Emad Uddin Shubha, Tasnuva Farheen,
- Abstract要約: 超伝導量子コンピュータにおけるハードウェアのクロストークは、深刻なセキュリティ上の脅威となる。
パルスレベルにおけるアクティブクロストーク攻撃のシミュレーションに基づく研究について述べる。
最大論理誤差の原因となるパルスと結合構成を同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hardware crosstalk in multi-tenant superconducting quantum computers poses a severe security threat, allowing adversaries to induce targeted errors across tenant boundaries by injecting carefully engineered pulses. We present a simulation-based study of active crosstalk attacks at the pulse level, analyzing how adversarial control of pulse timing, shape, amplitude, and coupling can disrupt a victim's computation. Our framework models the time-dependent dynamics of a three-qubit system in the rotating frame, capturing both always-on couplings and injected drive pulses. We examine two attack strategies: attacker-first (pulse before victim operation) and victim-first (pulse after), and systematically identify the pulse and coupling configurations that cause the largest logical errors. Protocol-level experiments on quantum coin flip and XOR classification circuits show that some protocols are highly vulnerable to these attacks, while others remain robust. Based on these findings, we discuss practical methods for detection and mitigation to improve security in quantum cloud platforms.
- Abstract（参考訳）: マルチテナント超伝導量子コンピュータのハードウェアクロストークは深刻なセキュリティ上の脅威となり、敵は慎重に設計されたパルスを注入することでテナント境界を越えてターゲットエラーを誘発する。
本稿では,パルスレベルでの能動クロストーク攻撃のシミュレーションによる解析を行い,パルスタイミング,形状,振幅,結合の逆制御が被害者の計算を妨害する可能性を分析した。
我々のフレームワークは、回転フレーム内の3ビット系の時間依存ダイナミクスをモデル化し、常時オン結合と注入駆動パルスの両方をキャプチャする。
本研究では,攻撃者優先(致命的な操作前)と被害者優先(致命的な操作後)の2つの攻撃戦略について検討し,最大の論理的誤りの原因となるパルスと結合構成を系統的に同定する。
量子コインフリップとXOR分類回路に関するプロトコルレベルの実験は、いくつかのプロトコルがこれらの攻撃に対して非常に脆弱であるが、他のプロトコルは堅牢であることを示している。
これらの知見に基づいて,量子クラウドプラットフォームにおけるセキュリティ向上のための検出と緩和の実践的手法について議論する。
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