論文の概要: Hardware-Agnostic Modeling of Quantum Side-Channel Leakage via Conditional Dynamics and Learning from Full Correlation Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15966v1
- Date: Tue, 17 Feb 2026 19:33:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-19 15:58:30.417358
- Title: Hardware-Agnostic Modeling of Quantum Side-Channel Leakage via Conditional Dynamics and Learning from Full Correlation Data
- Title（参考訳）: 条件ダイナミクスによる量子側チャネルリークのハードウェア非依存モデリングと相関データからの学習
- Authors: Brennan Bell, Andreas Trügler, Konstantin Beyer, Paul Erker,
- Abstract要約: 本研究では,敵プローブキュービットが隠れゲートシーケンス中にターゲットキュービットと相互作用するシーケンシャルサイドチャネルモデルについて検討する。
同じシークエンスを$N$ショットで繰り返すと、経験的な完全相関レコードが得られる。
広帯域結合とノイズグリッドの実験により、予測された結合帯域付近で厳密なシーケンス回復が集中していることが示されている。
- 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: We study a sequential coherent side-channel model in which an adversarial probe qubit interacts with a target qubit during a hidden gate sequence. Repeating the same hidden sequence for $N$ shots yields an empirical full-correlation record: the joint histogram $\widehat{P}_g(b)$ over probe bit-strings $b\in\{0,1\}^k$, which is a sufficient statistic for classical post-processing under identically and independently distributed (i.i.d.) shots but grows exponentially with circuit depth. We first describe this sequential probe framework in a coupling- and measurement-agnostic form, emphasizing the scaling of the observation space and why exact analytic distinguishability becomes intractable with circuit depth. We then specialize to a representative instantiation (a controlled-rotation probe coupling with fixed projective readout and a commuting $R_x$ gate alphabet) where we (i) derive a depth-dependent leakage envelope whose maximizer predicts a "Goldilocks" coupling band as a function of depth, and (ii) provide an operational decoder, via machine learning, a single parameter-conditioned map from $\widehat{P}_g$ to Alice's per-step gate labels, generalizing across coupling and noise settings without retraining. Experiments over broad coupling and noise grids show that strict sequence recovery concentrates near the predicted coupling band and degrades predictably under decoherence and finite-shot estimation.
- Abstract（参考訳）: 敵プローブキュービットが隠れゲートシーケンス中にターゲットキュービットと相互作用する逐次コヒーレント側チャネルモデルについて検討する。
ジョイントヒストグラム $\widehat{P}_g(b)$ over probe bit-strings $b\in\{0,1\}^k$ は、同一かつ独立に分散されたショットの下での古典的後処理に十分な統計量であるが、回路深度とともに指数関数的に成長する。
まず、このシーケンシャルプローブフレームワークを結合型および測定非依存の形式で記述し、観測空間のスケーリングと、回路深度によって正確な解析的識別性が引き起こされる理由を強調した。
次に、代表インスタンス(固定射影読み出しと通勤$R_x$ゲートアルファベットとを結合した制御回転プローブ)に特化します。
一 奥行きの関数として「ゴルディロックス」結合バンドを最大化する深さ依存性リークエンベロープを導出し、
(ii) 機械学習を介して、Aliceのステップごとのゲートラベルに$\widehat{P}_g$から1つのパラメータ条件付きマップを提供する。
広帯域結合とノイズグリッドに対する実験により、厳密なシーケンス回復は予測された結合帯域の近傍に集中し、デコヒーレンスおよび有限ショット推定の下で予測可能な劣化を示す。
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