論文の概要: Buffer-Qubit-Based Quantum Circuit Allocation Method Against Crosstalk Attacks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.29050v1
• Date: Wed, 21 Oct 2026 01:26:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-23 00:40:06.17382
• Title: Buffer-Qubit-Based Quantum Circuit Allocation Method Against Crosstalk Attacks
• Title（参考訳）: バッファキュービットを用いたクロストーク攻撃に対する量子回路配置法
• Abstract要約: Quantum Multi-Programmingは、クラウド量子コンピューティングサービスにおける単一の量子チップ上で、複数のユーザによる量子回路の同時実行を可能にする。 QMPはクロストーク攻撃に対して脆弱であり、悪意のあるユーザが意図的にクロストークを誘導して他のユーザの計算を妨害する。 OQTOPUSのQMPは、バッファ量子ビットベースの回路割り当て方式を用いて、実量子コンピュータを運用するために既に実運用されているオープンソースソフトウェアである。
• 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: Quantum Multi-Programming (QMP) enables the simultaneous execution of quantum circuits from multiple users on a single quantum chip in cloud quantum computing services. However, QMP is vulnerable to crosstalk attacks, in which a malicious user deliberately induces crosstalk to disrupt other users' computations. As a countermeasure, prior work has proposed the use of buffer qubits, which remain idle and are allocated between quantum circuits to suppress the effect of crosstalk. Nevertheless, to the best of our knowledge, such countermeasures have not been publicly reported in production quantum cloud software. In this paper, we extend the QMP of OQTOPUS, open-source software that is already in production use for operating real quantum computers, with a buffer-qubit-based circuit allocation method. Experiments on a real device characterize the attack effect in terms of energy relaxation and dephasing, showing that observable degradation appears in dephasing characteristics of qubits adjacent to the attacker circuit. Based on this result, we release the proposed method as part of OQTOPUS and confirm that the buffer qubits are correctly reserved around the allocated circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子マルチプログラミング(Quantum Multi-Programming, QMP)は、クラウド量子コンピューティングサービスにおいて、単一の量子チップ上で、複数のユーザによる量子回路の同時実行を可能にする。 しかし、QMPはクロストーク攻撃に弱いため、悪意のあるユーザーが意図的にクロストークを誘導して他のユーザーの計算を妨害する。 対策として、従来の研究ではバッファ量子ビットはアイドル状態のままであり、クロストークの効果を抑制するために量子回路間で割り当てられていた。 それにもかかわらず、我々の知る限りでは、このような対策はプロダクション量子クラウドソフトウェアでは公表されていない。 本稿では,OQTOPUSのQMPを拡張し,バッファキュービット方式の回路割当方式を用いて,実量子コンピュータの運用に使用中であるオープンソースソフトウェアについて述べる。 実機での実験では、攻撃回路に隣接した量子ビットの劣化特性に観測可能な劣化が現れることを示し、エネルギー緩和と劣化の観点から攻撃効果を特徴づけている。 この結果に基づき,提案手法をOQTOPUSの一部としてリリースし,バッファキュービットが割り当てられた回路の周囲に正確に予約されていることを確認した。

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