論文の概要: Verifiable blind probabilistic error cancellation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.25704v1
• Date: Tue, 28 Jul 2026 13:27:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-29 20:50:42.856555
• Title: Verifiable blind probabilistic error cancellation
• Title（参考訳）: ブラインド確率的誤りの検証
• Abstract要約: QEM(Quantum error mitigation)は、空間オーバーヘッドを発生させることなくハードウェアノイズを緩和するための重要なツールである。 完全悪意のある敵に対する最初のセキュアな検証プロトコルである検証可能なブラインド確率誤差キャンセル(VBPEC)を導入する。 VBPECは完全な盲点と指数的に小さなセキュリティエラーでPECを実行する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.1287945894217355
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum error mitigation (QEM) is an essential tool for mitigating hardware noise without incurring space overhead. Yet, its reliability depends on modeling, calibration, and implementation, leaving end-to-end security on untrusted quantum hardware unresolved. We address this problem by introducing verifiable blind probabilistic error cancellation (VBPEC), the first secure verification protocol against a fully malicious adversary that integrates QEM. VBPEC brings probabilistic error cancellation (PEC), a widely studied QEM technique, within the scope of composable security by formalizing delegated mitigation as a cryptographic resource in the abstract cryptography framework. The protocol performs PEC with perfect blindness and an exponentially small security error. VBPEC retains the absence of quantum-space overhead from recent statistically-secure verified quantum computation protocols and from PEC. The only overhead takes the form of additional repetitions due to the QEM procedure. To achieve this, we extend trap-based verification from deterministic pass/fail checks to statistical tests that benefit from QEM and develop a new proof technique that integrates the corresponding additional deviation sources. Rather than merely tolerating honest noise below a fixed threshold, VBPEC actively cancels it, enabling correctly mitigated estimates to be accepted with high probability without compromising security. Our framework thus establishes an essential route towards secure, reliable, and practical delegated quantum computation on near-future quantum hardware: VBPEC fundamentally improves the practicality of verification.
• Abstract（参考訳）: QEM(Quantum error mitigation)は、空間オーバーヘッドを発生させることなくハードウェアノイズを緩和するための重要なツールである。 しかし、信頼性はモデリング、キャリブレーション、実装に依存し、信頼できない量子ハードウェアに対するエンドツーエンドのセキュリティは未解決のままである。 我々は,QEMを組み込んだ完全悪意のある敵に対する最初のセキュアな検証プロトコルである検証可能なブラインド確率誤差キャンセル(VBPEC)を導入することで,この問題に対処する。 VBPECは、広く研究されているQEM手法である確率的エラーキャンセル(PEC)を、抽象暗号フレームワークにおける暗号リソースとしてデリゲート緩和を形式化することにより、構成可能なセキュリティの範囲内に導入する。 このプロトコルは完全な盲点と指数的に小さなセキュリティエラーでPECを実行する。 VBPECは、最近の統計的にセキュアな量子計算プロトコルやPECによる量子空間オーバーヘッドの欠如を維持している。 唯一のオーバーヘッドは、QEMプロシージャによる追加の繰り返しの形式である。 これを実現するために,決定論的パス/フェイルチェックからQEMの恩恵を受ける統計的テストまで,トラップによる検証を拡張し,追加の偏差源を統合する新しい証明手法を開発した。 固定しきい値以下で正直な騒音を許容する代わりに、VBPECはそれを積極的にキャンセルし、セキュリティを損なうことなく、正確に緩和された推定を高い確率で受け入れることを可能にする。 筆者らのフレームワークは,近未来の量子ハードウェア上でのセキュアで信頼性が高く,実用的なデリゲートされた量子計算への重要な道筋を築き,VBPECは検証の実用性を大幅に改善する。

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