Fugu-MT 論文翻訳(概要): Broken Quantum: A Systematic Formal Verification Study of Security Vulnerabilities Across the Open-Source Quantum Computing Simulator Ecosystem

論文の概要: Broken Quantum: A Systematic Formal Verification Study of Security Vulnerabilities Across the Open-Source Quantum Computing Simulator Ecosystem

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.06712v1
Date: Wed, 08 Apr 2026 06:07:37 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2026-04-09 17:30:51.361013
Title: Broken Quantum: A Systematic Formal Verification Study of Security Vulnerabilities Across the Open-Source Quantum Computing Simulator Ecosystem
Title（参考訳）: Broken Quantum: オープンソースの量子コンピューティングシミュレータエコシステム全体にわたるセキュリティ脆弱性の形式的検証
Authors: Dominik Blain,
Abstract要約: Broken Quantumは、オープンソースの量子コンピューティングシミュレータエコシステムの最初の包括的なセキュリティ監査である。 12カ国にまたがる22の組織から,45のオープンソース量子シミュレーションフレームワークを分析した。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Quantum computing simulators form the classical software foundation on which virtually all quantum algorithm research depends. We present Broken Quantum, the first comprehensive formal security audit of the open-source quantum computing simulator ecosystem. Applying COBALT QAI -- a four-module static analysis engine backed by the Z3 SMT solver -- we analyze 45 open-source quantum simulation frameworks from 22 organizations spanning 12 countries. We identify 547 security findings (40 CRITICAL, 492 HIGH, 15 MEDIUM) across four vulnerability classes: CWE-125/190 (C++ memory corruption), CWE-400 (Python resource exhaustion), CWE-502/94 (unsafe deserialization and code injection), and CWE-77/22 (QASM injection -- a novel, quantum-specific attack vector with no classical analog). All 13 vulnerability patterns are formally verified via Z3 satisfiability proofs (13/13 SAT). The 32-qubit boundary emerges as a consistent formal threshold in both C++ and Python vulnerability chains. Supply chain analysis identifies the first documented case of vulnerability transfer from a commercial quantum framework into US national laboratory infrastructure (IBM Qiskit Aer to XACC/Oak Ridge National Laboratory). Nine frameworks score 100/100 under all four scanners; Qiskit Aer,Cirq, tequila, PennyLane, and 5 others score 0/100.
Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングシミュレータは、ほぼ全ての量子アルゴリズム研究が依存する古典的なソフトウェア基盤を形成する。我々は、オープンソースの量子コンピューティングシミュレーターエコシステムの最初の総合的なセキュリティ監査であるBroken Quantumを紹介する。 Z3 SMTソルバが支援する4つのモジュール静的解析エンジンであるCOBALT QAIを適用することで、12カ国にまたがる22の組織から、45のオープンソース量子シミュレーションフレームワークを分析します。 CWE-125/190(C++メモリの破損)、CWE-400(Pythonリソースの枯渇)、CWE-502/94(非安全なデシリアライズとコード注入)、CWE-77/22(QASMインジェクション - 古典的なアナログを持たない新しい量子固有攻撃ベクトル)の4つの脆弱性クラスにまたがる547のセキュリティ発見(40 CRITical, 492 High, 15 medium)を同定した。 13の脆弱性パターンはすべて、Z3満足度証明 (13/13 SAT) を通じて正式に検証される。 32量子境界は、C++とPythonの脆弱性チェーンにおいて、一貫した正式なしきい値として現れる。サプライチェーン分析は、商用量子フレームワークから米国国立研究所(IBM Qiskit Aer から XACC/Oak Ridge National Laboratory)に脆弱性を移行した最初の文書化事例である。 Qiskit Aer、Cirq、Tequila、PennyLane、その他5つのスキャナで、9つのフレームワークが100/100をスコアする。

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