論文の概要: Exploiting Reset Operations in Cloud-based Quantum Computers to Run Quantum Circuits for Free
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14582v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 16:50:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.800235
- Title: Exploiting Reset Operations in Cloud-based Quantum Computers to Run Quantum Circuits for Free
- Title（参考訳）: クラウドベースの量子コンピュータにおけるリセット操作による量子回路のフリー動作
- Authors: Jakub Szefer,
- Abstract要約: クラウドベースの量子コンピュータにおけるリセット操作は、無料で量子回路を実行するために利用することができる。
これはクラウドベースの量子コンピュータの経済性に対する新たな攻撃となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.630640122410588
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This work presents the first thorough exploration of how reset operations in cloud-based quantum computers could be exploited to run quantum circuits for free. This forms a new type of attack on the economics of cloud-based quantum computers. All major quantum computing companies today offer access to their hardware through some type of cloud-based service. Due to the noisy nature of quantum computers, a quantum circuit is run many times to collect the output statistics, and each run is called a shot. The fees users pay for access to the machines typically depend on the number of these shots of a quantum circuit that are executed. Per-shot pricing is a clean and straightforward approach as users are charged a small fee for each shot of their circuit. This work demonstrates that per-shot pricing can be exploited to get circuits to run for free when users abuse recently implemented mid-circuit qubit measurement and reset operations. Through evaluation on real, cloud-based quantum computers this work shows how multiple circuits can be executed together within a shot, by separating each user circuit by set of reset operations and submitting all the circuits, and reset operations, as one larger circuit. As a result, the user is charged per-shot pricing, even though inside each shot are multiple circuits. Total per-shot cost to run certain circuits could be reduced by up to $900$\% using methods proposed in this work, leading to significant financial losses to quantum computing companies. To address this novel finding, this work proposes a clear approach for how users should be charged for their execution, while maintaining the flexibility and usability of the mid-circuit measurement and reset~operations.
- Abstract（参考訳）: この研究は、クラウドベースの量子コンピュータにおけるリセット操作をどのように利用して量子回路を無料で動作させるかについて、初めての徹底的な調査である。
これはクラウドベースの量子コンピュータの経済性に対する新たな攻撃となる。
現在、主要な量子コンピューティング企業は、何らかの種類のクラウドベースのサービスを通じて、ハードウェアへのアクセスを提供している。
量子コンピュータのノイズの性質のため、量子回路は出力統計を収集するために何度も実行され、それぞれの実行はショットと呼ばれる。
ユーザーがマシンにアクセスするために支払う料金は、通常、実行される量子回路のこれらのショットの数に依存する。
1枚あたりの価格設定はクリーンで簡単なアプローチで、ユーザーはそれぞれの回路のショットに対して少額の料金を請求される。
この研究は、ユーザが最近実装した中周期キュービット計測とリセット操作を悪用すると、ショット当たりの価格が回路を無償で動作させることを実証している。
実際のクラウドベースの量子コンピュータの評価を通じて、この研究は、複数の回路がショット内でどのように一緒に実行されるかを示し、各ユーザー回路をリセット操作のセットで分離し、すべての回路を送信し、リセット操作を1つの大きな回路として行う。
その結果、ユーザーは各ショット内に複数の回路がある場合でも、ショット当たりの料金が請求される。
特定の回路を実行するためのショット当たりのコストは、この研究で提案された手法を使用して最大900ドル\%削減することができ、量子コンピューティング企業にとって大きな損失をもたらした。
この新たな発見に対処するため、本研究では、中間回路計測とリセット〜操作の柔軟性とユーザビリティを維持しつつ、ユーザが実行に対して課金されるべき方法を明確にしたアプローチを提案する。
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