論文の概要: Composable Verification in the Circuit-Model via Magic-Blindness

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.07111v1
• Date: Mon, 12 Jan 2026 00:30:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-13 19:08:01.165113
• Title: Composable Verification in the Circuit-Model via Magic-Blindness
• Title（参考訳）: マジックブラインドネスによる回路モデルの構成可能検証
• Authors: Sami Abdul Sater, Harold Ollivier,
• Abstract要約: 我々はClifford + MSI 回路に対して、頑健で構成可能で効率的な検証プロトコルのファミリーを導入する。 私たちの技術は、マジック・ブラインドネス(Magic-blindness)と呼ばれる洗練された盲目の概念に基づいており、注入されたマジック状態だけを隠す。 その結果、回路ベースの量子検証は、これまでMBQCでのみ知られていたセキュリティとロバスト性が同じレベルに達する。
• 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: As quantum computing machines move towards the utility regime, it is essential that users are able to verify their delegated quantum computations with security guarantees that are (i) robust to noise, (ii) composable with other secure protocols, and (iii) exponentially stronger as the number of resources dedicated to security increases. Previous works that achieve these guarantees and provide modularity necessary to optimization of protocols to real-world hardware are most often expressed in the Measurement-Based Quantum Computation (MBQC) model. This leaves architectures based on the circuit model -- in particular those using the Magic State Injection (MSI) -- with fewer options to verify their computations or with the need to compile their circuits in MBQC leading to overheads. This paper introduces a family of noise robust, composable and efficient verification protocols for Clifford + MSI circuits that are secure against arbitrary malicious behavior. This family contains the verification protocol of Broadbent (ToC, 2018), extends its security guarantees while also bridging the modularity gap between MBQC and circuit-based protocols, and reducing quantum communication costs. As a result, it opens the prospect of rapid implementation for near-term quantum devices. Our technique is based on a refined notion of blindness, called magic-blindness, which hides only the injected magic states -- the sole source of non-Clifford computational power. This enables verification by randomly interleaving computation rounds with classically simulable, magic-free test rounds, leading to a trap-based framework for verification. As a result, circuit-based quantum verification attains the same level of security and robustness previously known only in MBQC. It also optimizes the quantum communication cost as transmitted qubits are required only at the locations of state injection.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングマシンがユーティリティ体制に向かっているため、ユーザは、セキュリティ保証のあるデリゲートされた量子計算を検証できることが不可欠である。 (一)騒音に頑丈。 (二)他のセキュアなプロトコルで構成可能で、 (iii) セキュリティ専用資源の数が増加するにつれて、指数関数的に強くなる。 これらの保証を達成し、実際のハードウェアへのプロトコルの最適化に必要なモジュール性を提供する以前の研究は、しばしば測定ベースの量子計算(MBQC)モデルで表現される。 これにより、アーキテクチャは(特にMagic State Injection (MSI)を使用する)回路モデルに基づいており、その計算を検証するオプションが少なくなり、MBQCで回路をコンパイルする必要がなくなる。 本稿では,任意の不正行為に対して安全であるClifford + MSI回路に対する,頑健で構成可能な,効率的な検証プロトコルのファミリーを紹介する。 このファミリにはBroadbent(ToC, 2018)の検証プロトコルが含まれており、セキュリティ保証を拡張しつつ、MBQCと回路ベースのプロトコル間のモジュラリティギャップを埋め、量子通信コストを削減している。 結果として、短期量子デバイスに対する迅速な実装の見通しが開けることになる。 我々の技術は、非クリフォード計算力の唯一の源である射出魔法の状態だけを隠す、マジック・ブラインドネス(Magic-blindness)と呼ばれる洗練された盲点の概念に基づいている。 これにより、古典的にシミュレート可能なマジックフリーなテストラウンドでランダムに計算ラウンドをインターリーブすることで検証が可能になり、検証のためのトラップベースのフレームワークが実現される。 その結果、回路ベースの量子検証は、これまでMBQCでのみ知られていたセキュリティとロバスト性が同じレベルに達する。 また、送信されたキュービットは状態注入の場所のみを必要とするため、量子通信コストを最適化する。

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