論文の概要: CutBackdoor: A Circuit Cut Triggered Backdoor Attack on Variational Quantum Algorithms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.18126v1
• Date: Mon, 20 Jul 2026 16:20:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.704518
• Title: CutBackdoor: A Circuit Cut Triggered Backdoor Attack on Variational Quantum Algorithms
• Title（参考訳）: CutBackdoor: 変分量子アルゴリズムによるバックドア攻撃のサーキットカット
• Abstract要約: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、短期量子コンピューティングの主要なパラダイムである。 ここでは,CutQCからのカット回路実行をVQAに対するデプロイ時間トリガとして利用する,最初のパラメータ供給チェーンバックドアであるCutBackdoorを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 27.109575396296602
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Variational Quantum Algorithms (VQAs) are a leading paradigm for near-term quantum computing, combining parameterized quantum circuits with classical optimization across quantum chemistry, combinatorial optimization, and quantum machine learning. Since real-world VQA deployments routinely require circuits that exceed available hardware capacity, quantum circuit cutting has become an indispensable execution strategy, and pre-trained parameters are increasingly distributed through public repositories, introducing supply-chain security risks that have received little attention. Prior quantum backdoor attacks either introduce detectable circuit modifications or depend on device-specific noise, and none consider circuit cutting as an attack surface. We present CutBackdoor, the first parameter-supply-chain backdoor that uses cut circuit execution from CutQC as the deployment-time trigger against VQAs. Under noisy finite-shot circuit-cut execution, poisoned parameters preserve full-circuit validation performance while substantially increasing cut-path reconstruction error, without any circuit modification. The trigger activates when a resource-limited victim responds to a qubit-capacity mismatch by invoking the cutting workflow, requiring no attacker presence at deployment. We provide a theoretical analysis and empirically validate it across varying shot budgets. Evaluation across multiple VQA benchmarks on IBM quantum backends demonstrates cut-path energy amplification of $1.3\times$ to $2.9\times$ \revA{over clean baselines on the VQE and VQD benchmarks while maintaining small stealthiness error on the full-circuit path. The cut-path gap persists across the evaluated backends and cut placements under matched compilation; Zero-Noise Extrapolation provides only partial mitigation, and the diagonal-cost QAOA benchmark delineates the attack's structural boundary
• Abstract（参考訳）: 変分量子アルゴリズム(VQA)は、量子化学、組合せ最適化、量子機械学習にまたがる古典的な最適化とパラメータ化量子回路を組み合わせた、短期量子コンピューティングの主要なパラダイムである。 現実のVQAデプロイメントは、通常、利用可能なハードウェア容量を超える回路を必要とするため、量子回路切断は必然的な実行戦略となり、事前訓練されたパラメータはパブリックリポジトリを通じて分散され、ほとんど注目されていないサプライチェーンセキュリティリスクがもたらされる。 以前の量子バックドア攻撃は検出可能な回路変更を導入するか、デバイス固有のノイズに依存するかのいずれかであり、回路切断を攻撃面とみなすものではない。 ここでは,CutQCからのカット回路実行をVQAに対するデプロイ時間トリガとして利用する,最初のパラメータ供給チェーンバックドアであるCutBackdoorを紹介する。 ノイズの多い有限ショット回路カット実行下では、有毒なパラメータは全回路検証性能を維持しつつ、回路変更を伴わずにカットパス再構成誤差を大幅に増大させる。 トリガーは、リソース制限された犠牲者がカットワークフローを呼び出すことで、キュービット容量のミスマッチに応答し、デプロイ時に攻撃者の存在を必要としないときに起動する。 理論的解析を行い、様々な予算で実証的に検証する。 IBMの量子バックエンド上での複数のVQAベンチマークによる評価では、カットパスエネルギー増幅は、VQEとVQDベンチマークのクリーンベースラインに1.3\times$$$2.9\times$ \revA{overが適用される。 Zero-Noise Extrapolationは部分緩和のみを提供し、対角線コストのQAOAベンチマークは攻撃の構造境界を規定する。

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