論文の概要: Post-Cut Metadata Inference Attacks on Quantum Circuit Cutting Pipelines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.10592v1
• Date: Sun, 12 Apr 2026 11:51:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-14 20:13:16.123169
• Title: Post-Cut Metadata Inference Attacks on Quantum Circuit Cutting Pipelines
• Title（参考訳）: 量子回路切断パイプラインにおけるポストカットデータ推論攻撃
• Authors: Samuel Punch, Krishnendu Guha, Utz Roedig,
• Abstract要約: 量子回路切断により、回路を実行可能なフラグメントに分解することで、量子ビット容量を超えるワークロードを、短期的な量子デバイスで実行することができる。 フラグメントレベルの実行トランスクリプトは、半最高級のクラウドプロバイダによって監視可能である。 我々はこの表面を定式化し、ポストカットされた文字起こしが実用的なメタデータ側チャネルを構成することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9890357781493595
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum circuit cutting enables near-term quantum devices to execute workloads exceeding their qubit capacity by decomposing circuits into independently runnable fragments. While this extends computational reach, it creates a previously unexplored confidentiality surface: the fragment-level execution transcript observable by a semi-honest cloud provider. We formalise this surface and demonstrate that post-cut transcripts constitute a practical metadata side channel. Operating solely on provider-visible compiled circuit metadata (fragment width, depth, and two-qubit gate count), we evaluate a structured inference attack across six classification objectives spanning algorithm identity, cut mechanism, and coarse Hamiltonian structure. Our corpus comprises 1,200 circuit fragments across eight algorithm families transpiled against three hardware topologies, validated on a 156-qubit production quantum computer confirming that QPU execution time remains invariant across a 25x variation in compiled depth. Under strict instance-disjoint generalisation, our attack recovers algorithm family with 0.960 accuracy (AUC 0.999), cut mechanism with 0.847 accuracy (AUC 0.924), and Hamiltonian k-locality with 0.960 accuracy (AUC 0.998). Connectivity and geometry inference achieve AUC of 0.986 and 0.942 with strong stability under size-holdout. Topology inference remains above chance (AUC 0.666). A matched-footprint control and ablation study confirm leakage is structure-dominated and not explained by scale artefacts. These results demonstrate that circuit cutting is not confidentiality-neutral and that metadata leakage should be treated as a first-class security concern in quantum cloud systems.
• Abstract（参考訳）: 量子回路切断により、回路を独立して実行可能なフラグメントに分解することで、量子ビット容量を超えるワークロードを、短期的な量子デバイスで実行することができる。 これは計算の到達範囲を拡大するが、これまで探索されていなかった機密性サーフェスを生成する。 我々はこの表面を定式化し、ポストカットされた文字起こしが実用的なメタデータ側チャネルを構成することを示す。 プロバイダ可視の回路メタデータ(フラグメント幅,深さ,2量子ゲート数)のみを運用し,アルゴリズムの同一性,カット機構,粗いハミルトン構造にまたがる6つの分類対象に対する構造的推論攻撃を評価する。 我々のコーパスは,3つのハードウェアトポロジに対してトランスパイルされた8つのアルゴリズムファミリーの1200個の回路断片から構成されており,QPUの実行時間が25倍の深さで不変であることを確認する156量子ビットの量子コンピュータ上で検証されている。 厳密なインスタンス分割一般化の下で,攻撃は0.960精度 (AUC 0.999), 0.847精度 (AUC 0.924), 0.960精度 (AUC 0.998), ハミルトンk局所性 (AUC 0.998) でアルゴリズムファミリーを回復する。 接続性と幾何学的推論はAUCを0.986と0.942で達成し、サイズホールドアウトの下では強い安定性を持つ。 トポロジーの推測はAUC 0.666 以上である。 一致したフットプリント制御およびアブレーション研究により、漏洩は構造的に支配され、スケールアーチファクトによって説明されないことが確認された。 これらの結果は、回路切断は機密性中立ではなく、メタデータリークは量子クラウドシステムにおける第一級セキュリティ問題として扱うべきであることを示す。

関連論文リスト

• SPATE: Spiking-Phase Adaptive Temporal Encoding for Quantum Machine Learning [3.1061484260786014]
  本稿では,時間構造を量子特徴量に組み込んだ効果的な符号化機構としてスパイクに基づくデータ表現を用いる。 新しいスパイク駆動時間符号化法が提案され、実値のタブ状特徴を漏れきりのスパイク列車に変換し、スパイク統計を量子回転にマッピングする。 階層化されたクロスバリデーションの下では、SPATEは複数のデータセットにまたがるより強力な表現をもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-04-13T05:41:03Z)
• Enhancing Kerr-Cat Qubit Coherence with Controlled Dissipation [64.05054054401175]
  Kerr-cat qubit (KCQ) はボゾン量子プロセッサである。 KCQはオンチップアーキテクチャや高忠実度操作と実験的に互換性がある。 KCQ におけるビットフリップ時間は、キュービット多様体からの漏れによって制限されるという直接的な証拠を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-02T17:58:36Z)
• Encrypted-state quantum compilation scheme based on quantum circuit obfuscation for quantum cloud platforms [3.2716496782041555]
  量子回路難読化(ECQCO)に基づく暗号状態量子コンパイル方式を提案する。 量子ホモモルフィック暗号を適用して出力状態を隠蔽し、量子不識別性難読化に基づく構造難読化機構をインスタンス化する。 ECQCOは0.7までの総変分距離(TVD)と0.88の正規化グラフ編集距離(GED)を達成し、コンパイルステージセキュリティを向上する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-23T15:23:18Z)
• Universal gates for a metastable qubit in strontium-88 [0.0]
  ボソニックストロンチウム88の準安定微細構造量子ビットの普遍ゲートセットを特徴付ける。 我々は損失を補正した後、0.993のシングルキュービットゲートフィデリティと0.9945(6)の2キュービットゲートフィデリティを求める。 この結果から, ストロンチウム微細構造量子ビットが, 短期的誤差補正量子コンピュータの候補となる可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-12T14:03:37Z)
• Hybrid-Segmentor: A Hybrid Approach to Automated Fine-Grained Crack Segmentation in Civil Infrastructure [52.2025114590481]
  エンコーダ・デコーダをベースとした手法であるHybrid-Segmentorを導入する。 これにより、モデルは、様々な種類の形状、表面、き裂の大きさを区別する一般化能力を向上させることができる。 提案モデルは,5つの測定基準(精度0.971,精度0.804,リコール0.744,F1スコア0.770,IoUスコア0.630)で既存ベンチマークモデルより優れ,最先端の状態を達成している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-04T16:47:16Z)
• Fast Flux-Activated Leakage Reduction for Superconducting Quantum Circuits [84.60542868688235]
  量子ビット実装のマルチレベル構造から生じる計算部分空間から漏れること。 パラメトリックフラックス変調を用いた超伝導量子ビットの資源効率向上のためのユニバーサルリーク低減ユニットを提案する。 繰り返し重み付け安定化器測定におけるリーク低減ユニットの使用により,検出されたエラーの総数を,スケーラブルな方法で削減できることを実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-13T16:21:32Z)
• Quantum Proofs of Deletion for Learning with Errors [91.3755431537592]
  完全同型暗号方式として, 完全同型暗号方式を初めて構築する。 我々の主要な技術要素は、量子証明器が古典的検証器に量子状態の形でのLearning with Errors分布からのサンプルが削除されたことを納得させる対話的プロトコルである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-03T10:07:32Z)
• Fault-tolerant parity readout on a shuttling-based trapped-ion quantum computer [64.47265213752996]
  耐故障性ウェイト4パリティチェック測定方式を実験的に実証した。 フラグ条件パリティ測定の単発忠実度は93.2(2)%である。 このスキームは、安定化器量子誤り訂正プロトコルの幅広いクラスにおいて必須な構成要素である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-13T20:08:04Z)
• Second-Order Provable Defenses against Adversarial Attacks [63.34032156196848]
  ネットワークの固有値が有界であれば、凸最適化を用いて$l$ノルムの証明を効率的に計算できることを示す。 認証精度は5.78%,44.96%,43.19%であった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-01T05:55:18Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。