Universal Blind Quantum Computing with Weak Coherent Pulses
最近提出的通用盲量子计算(UBQC)协议允许客户端在远程服务器上执行任意量子计算,使得如果客户端能够产生随机可分离的单量子比特状态,则可以保证完美的隐私。虽然从理论的角度来看,这可以说是最低的量子要求,但从实用的角度来看,生成可以长距离发送而不会丢失的随机单量子比特是非常具有挑战性的,并且永远无法完美实现。在类比的概念,为其他密码协议开发的近似安全性,我们在这里介绍的概念近似盲UBQC,使我们能够表征的鲁棒性的协议可能的缺陷。在此之后,我们提出了一个远程盲单量子比特制备协议,通过该协议,可以访问现实量子设备(如相干激光)的客户端可以以委托的方式制备任意接近完美随机单量子比特态的量子态。最后,我们证明了访问相干态是足够的,有效地实现近似盲任意小的安全参数。
2012-05-16 quant-ph
Universal distributed blind quantum computing with solid-state qubits
该研究针对物质量子比特上实现盲量子计算的挑战,利用金刚石腔硅空位中心在两节点分布式网络中实验演示了通用盲量子门集及带盲操作的分布式算法,为分布式模块化架构的物质量子比特盲量子计算奠定基础。
2024-12-09 quant-ph
Measurement-based universal blind quantum computation with minor resources
盲量子计算(Blind Quantum Computation,BQC)允许量子计算能力较弱的客户端将自己的量子计算委托给量子计算能力较强的服务器,同时保护客户端的隐私。通常,多比特纠缠态被用来完成BQC任务。但对于大尺度纠缠态,由于其希尔伯特空间维数呈指数增长,很难描述。此外,现有的实验中纠缠量子比特的数量有限。针对这一问题,本文提出了一种基于少量资源测量的通用BQC协议,在计算和测试过程中采用陷阱技术验证服务器测量结果的正确性。在我们的模型中,有两个参与者,一个准备初始单量子比特状态的客户端和一个执行通用量子计算的服务器。客户端几乎是经典的,因为她不需要任何量子计算能力,量子存储器。为了实现客户端的通用BQC,我们构造了一个由六比特团簇态和八比特团簇态组成的$m\times n$格态,它比砖块态需要更少的量子比特。最后,我们分析和证明了我们提出的BQC协议的盲目性,正确性,通用性和可验证性。
2022-01-10 quant-ph
Blind quantum computation using the central spin Hamiltonian
盲性是委托计算中的一个理想特性。在经典的设置中,盲计算保护数据,甚至是服务器运行的程序。在量子机制中,盲计算还可以使得能够测试服务器系统的计算或其他量子性质。在这里,我们提出了一个通用的盲量子计算方案,使用量子模拟器能够模拟海森堡类哈密顿。我们的计划是由中央自旋哈密顿的灵感,其中一个单一的自旋控制动态的一些浴自旋。我们展示了如何,通过操纵这个旋转,一个客户端,只访问中央旋转可以有效地执行盲计算的浴缸旋转。值得注意的是,由中心自旋介导的双向量子通信足以确保该方案的安全性。最后,我们提供了明确的例子,说明我们的通用盲量子计算如何验证服务器从经典到稳定器再到完整BQP计算的能力。
2018-01-11 quant-ph
Multi-agent blind quantum computation without universal cluster states
本文提出一种无需通用簇态的多智能体盲量子计算协议,仅需预共享贝尔对且执行中智能体间无信息交换,从而以更少量子资源实现机密量子计算。
2023-08-31 cs.CR quant-ph
Continuous-variable blind quantum computation
盲量子计算是一种安全的委托量子计算协议,其中不具有足够的量子技术的Alice将她的计算委托给具有完全成熟的量子计算机的Bob,使得Bob无法了解Alice的输入、输出和算法。盲量子计算协议已经被提出用于几种基于量子比特测量的计算模型,例如图状态模型、Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki模型和Raussendorf-Harrington-Goyal拓扑模型。在这里,我们考虑基于连续变量测量模型的盲量子计算。我们证明了在无限压缩情形下,盲量子计算是可能的。我们还表明,有限压缩不会导致额外的问题,除了一个固有的连续变量测量为基础的量子计算的盲设置。
2012-12-05 quant-ph
Client-friendly continuous-variable blind and verifiable quantum computing
提出了一种基于连续变量(CV)平台的辅助通用量子计算的可验证盲协议。该协议对客户端来说是高度实验友好的,因为它只需要后者的高斯运算能力。此外,服务器也不需要通用的量子计算能力,它的唯一功能是为客户端提供单模非高斯态的副本。普遍性是基于服务器的非高斯供应的状态注入。该协议是自动盲的,因为无论具体的计算如何,向服务器请求的非高斯资源总是相同的。反过来,验证是可能的,这要归功于一个有效的非高斯状态保真度测试,我们假设服务器的状态准备相同。它基于客户端对注入状态的高斯测量,这本身就很有趣。这里假设的客户端和服务器之间的量子硬件的划分与CV云量子计算的现实方案中预期的实验约束一致。
2018-06-24 quant-ph
Arbitrable Blind Quantum Computation
盲量子计算是一个两方协议,其中服务器Bob拥有丰富的量子计算资源并提供量子计算服务,而客户端Alice希望将她的量子计算委托给Bob而不透露她的量子算法和她的输入(分别为,从)算法输出。由于Bob可能逃学并假装执行某些计算,Alice想要验证Bob的计算。可验证的盲量子计算使爱丽丝能够检查鲍勃是否作弊。如果鲍勃作弊并声称自己是无辜的,爱丽丝可以反驳鲍勃作弊的否认,但她不能说服任何其他人鲍勃作弊。本文将仲裁者作为第三方加入到盲量子计算中来解决上述问题,给出了一个可仲裁的盲量子计算方案。
2017-09-29 quant-ph
Blind topological measurement-based quantum computation
盲量子计算是一种新的安全量子计算协议,它使没有足够量子技术的爱丽丝能够将她的量子计算委托给拥有完全成熟的量子计算机的鲍勃,这样鲍勃就无法了解爱丽丝的输入,输出和算法。最近的一个原理验证实验证明了光学系统中的盲量子计算,这对盲量子计算在现实噪声条件下的可扩展性提出了新的挑战。在这里,我们表明,容错盲量子计算是可能的拓扑保护的方式使用Raussendorf-Harrington-Goyal计划。该方案的误差阈值为0.0043,与非盲拓扑量子计算的误差阈值(0.0075)相当。由于在一些实验系统中已经实现了0.001量级的每门误差,因此我们的结果意味着安全的云量子计算是可以实现的。
2012-09-06 quant-ph
Equivalence of Single-server and Multiple-servers Blind Quantum Computation Protocols
由于量子计算机价格昂贵,因此可以设想,想要使用它们的个人可以通过将计算委托给拥有量子计算机的人来实现。当量子计算机用户将计算委托给量子服务器时,他们希望对服务器隐藏有关其计算的信息。在对服务器隐藏关于计算的信息的同时委托计算的协议被称为{ \sl盲量子计算协议}。单服务器的盲量子计算协议的先前研究要求用户具有量子能力。先前对多服务器盲量子计算协议的研究要求用户仅具有经典能力,但对服务器到服务器的通信施加了限制。没有已知的具有经典用户的单服务器盲量子计算协议和允许服务器彼此自由通信的多服务器盲量子计算协议。我们证明了这些协议的存在性是等价的。
2022-05-28 quant-ph
Gate-teleportation-based blind quantum computation
盲量子计算(BQC)是一种模型,其中由客户端在服务器上执行计算,使得服务器对计算的输入、算法和输出保持盲态。在这里,我们布局的BQC的一般框架,不同于以往的BQC模型,不建立在特定的计算模型。我们建造的一个主要组成部分是传送门。我们证明,我们的框架可以直接实现基于电路的模型以及基于测量的量子计算模型。我们说明我们的建设表明,普遍的BQC是可能的相关空间测量为基础的量子计算模型。
2014-12-25 quant-ph
Three-qubit exact Grover within the blind oracular quantum computation scheme
在这里,我们扩展了盲客户端-服务器量子计算的概念,其中具有有限量子功率的客户端控制强大服务器上量子计算的执行,而不透露计算的任何细节。我们的扩展是引入一个三节点的设置,其中可以盲目地执行一个神谕量子计算。在这种盲预言量子计算(BOQC)中,预言机(Oscar)是另一个节点,具有有限的功率,其与客户端(Alice)合作以向服务器提供量子信息,使得量子计算的预言机部分也可以盲执行。我们使用精确Grover算法的两个和三个量子比特版本(即,具有数据库大小$4\leq N\leq 8$),获得这些算法在门阵列方案和盲簇状态方案内的最佳实现。我们讨论了在最先进的三节点实验中使用NV-钻石电子和核量子比特执行这些协议的可行性。
2019-02-14 quant-ph
Blind Quantum Computation without Trusted Center
盲量子计算(Blind Quantum Computation,BQC)协议允许具有部分量子能力的客户端在不泄露任何关于输入、输出和预期计算的信息的情况下将其量子计算延迟到远程量子服务器。近年来,许多BQC协议被提出,其目的是使客户端的能力更加经典。在本文中,我们提出了两个BQC协议,其中客户端不必生成光子,而只需对接收到的光子执行旋转或重新排序。
2015-09-19 quant-ph
Efficient Post-Quantum Secured Blind Computation
针对云端量子计算中的不可信服务器问题,本文提出一种仅需经典通信的可验证基于电路的盲计算模型,实现后量子计算安全。
2024-04-10 quant-ph
Overcoming efficiency constraints on blind quantum computation
盲量子计算允许用户将计算委托给不可信的服务器,同时保持计算隐藏。最近的一些作品试图建立界限的通信要求,实现盲计算,和一个界限的基础上的Nielsen和Chuang的无编程定理已成为一个自然的限制因素。在这里,我们表明,这种约束只在有限的情况下,并显示如何克服它使用的方法的基础上迭代门心灵传输。我们提出我们的结果作为一个家庭的协议,不同程度的计算能力的要求,对客户端。在这个家庭中的某些协议指数优于以前已知的计划在总的通信。这里提出的方法可以适用于其他分布式计算协议,以减少通信需求。
2014-11-18 quant-ph
On the Security of Two Blind Quantum Computations
盲量子计算(Blind Quantum Computation,BQC)协议允许具有部分量子能力的客户端将其量子计算委托给远程量子服务器,而不向服务器泄露任何关于输入、输出和预期计算的信息。已经提出了几种BQC协议,例如,Li等人在[1]中提出了三服务器BQC协议,Xu等人在[2]中提出了单服务器BQC协议。虽然这两篇论文都声称他们的协议可以满足隐私的要求,但本文指出了他们的协议中存在的安全漏洞。这样,服务器就可以泄露客户端的私人信息。
2015-08-29 quant-ph
Applying Quantum Error-correcting Codes for Fault-tolerant Blind Quantum Cloud Computation
盲量子计算(BQC)是一种委托计算协议,允许客户端利用远程量子服务器来实现所需的量子计算,同时保持其输入,输出和算法的私密性。然而,量子计算过程中的量子比特错误是需要解决的重要问题。在本文中,我们提出了一个容错的盲量子计算协议与量子纠错码,以避免在计算过程中的量子比特错误的积累和传播。我们进一步提出在协议中应用级联码来提高纠错性能。更重要的是,我们量化的光子脉冲的资源消耗,我们的最佳水平级联码。大量的仿真结果表明,我们的方案不仅可以提高制备效率,而且还减少了量子资源的消耗,这表明了一个显着的改善,实现容错BQC。
2023-03-06 quant-ph
Implementation of classical client universal blind quantum computation with 8-state RSP in current architecture
本文针对完全经典客户端的安全委托量子计算需求,将UBQC与8态RSP结合,在IBM Quantum当前非交互架构中实现盲簇态制备与委托计算。
2025-03-14 cs.CR quant-ph
Blind quantum computation with a heralded single photon source
盲量子计算是一种为云量子计算增加无条件安全性的方案。在Broadbent,Fitzsimons和Kashefi提出的协议中,远程使用量子计算机的用户(客户端)需要准备和传输单个量子位的能力。然而,如果使用弱相干脉冲作为伪单光子源,则由于传输多光子的固有风险,我们必须引入诱饵态。在这项研究中,我们证明,通过使用一个预示单光子源和概率光子数分辨探测器,我们可以获得更高的盲态产生效率和更长的访问距离,由于噪音减少的预示信号。
2019-04-04 quant-ph
Blind Quantum Computation Using a Circuit-Based Quantum Computer
当通用量子计算机被公众使用时,由于其成本,假设它将以量子云服务器的形式存在于少数基地。在这个云服务器中,隐私将是一个至关重要的问题,一个盲量子计算协议将是必要的,这样每个用户都可以使用服务器,而不会泄露计算的细节。能够验证服务器是否按照用户的指示执行计算也很重要,因为量子计算无法通过经典计算进行验证。本文提出了一种利用量子一次性密码本和类T门实现盲性,同时利用陷阱量子比特验证计算的协议。
2020-09-10 quant-ph
Symmetric blind information reconciliation and hash-function-based verification for quantum key distribution
研究了一种用于量子密钥分发(QKD)的信息协调协议.为了降低LDPC码的误码率,提出了一种基于对称盲信息协调的LDPC码纠错方法。我们开发了一个后续的验证协议,使用$ε$ -通用哈希函数,它允许验证密钥之间的身份与一定的概率。
2018-09-23 quant-ph
Experimental Demonstration of Blind Quantum Computing
量子计算机除了提供大量的计算加速外,还有望提供保护计算隐私的可能性。在这里,我们展示了第一个这样的实验演示盲量子计算,其中输入,计算和输出都对计算机保持未知。我们利用基于测量的量子计算的概念框架,使客户端将计算委托给量子服务器。我们演示了各种盲委托计算,包括一个和两个量子比特门和Deutsch和Grover算法。值得注意的是,客户端只需要能够准备和传输单个光子量子比特。我们的演示对于未来无条件安全的量子云计算至关重要,并可能成为现实应用的关键因素,特别是考虑到使强大的量子计算机广泛可用的挑战时。
2011-10-06 quant-ph
Simulation of Two-Qubit Grover Algorithm in MBQC with Universal Blind Quantum Computation
Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)(电子电信研究所);Cryptography Engineering Laboratory, Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)(电子电信研究所密码工程实验室)
针对MBQC模拟中前馈更新缺失的问题,在Qiskit中实现流式Pauli校正和UBQC角度更新规则,并在两量子比特Grover算法上验证了确定性成功和抗噪性。
2026-06-23 cs.CR quant-ph
Blind Quantum Computation on a Modular Superconducting Processor
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);Paul Scherrer Institute(保罗谢勒研究所)
本文展示了在超导处理器上实现基于测量的盲量子计算协议,通过验证信息流的单向性,证明了在近似门保真度下实现盲协议的可能性。
2026-05-14 quant-ph
Designing Fault-Tolerant Blind Quantum Computation
本研究提出一种基于混合光-物质方法的可扩展容错盲量子计算架构,通过结合服务器物质量子比特上的高保真局部门与光子委托盲旋转构建容错委托门,提升了纠错阈值和盲逻辑电路性能,为深度电路盲量子计算开辟新机遇。
2025-05-27 quant-ph
Fault-tolerant Operations for Universal Blind Quantum Computation
盲量子计算是量子信息技术的一个有吸引力的应用,因为它可以对服务器隐藏客户端的数据和算法本身。然而,盲量子计算在实际应用中还存在一些问题,容错是一个重大挑战。在示例电路上,由客户端执行的T门中测量的计算成本是直接执行原始计算的97倍,而不使用服务器,甚至在应用纠错之前。(The客户端仍然受益于大幅降低的内存需求。)Broadbent等人提出在盲计算上运行纠错,但我们的第一个协议在下面应用了一层Steane的[[7,1,3]]代码。该协议具有更好的容错性,但仍然导致大量开销。我们提出了另一种协议,以减少客户端的计算负载,通过传输量子位的准备服务器。对于计算中使用的每个逻辑量子比特,客户端只需要通过隐形传态接收八个逻辑量子比特,然后在返回一个之前缓冲两个逻辑量子比特。该协议还保护客户端的逻辑量子比特的容错准备免受侧信道攻击。
2013-06-16 cs.ET quant-ph
Blind Quantum Computation with a Small Quantum Server
University of Ottawa(渥太华大学);University of Granada(格拉纳达大学);Johannes Kepler University(约翰内斯·开普勒大学);Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学);Bilkent University(比尔肯特大学)
本文提出一种基于泡利计算的盲量子计算协议,使服务器规模仅取决于非克利福德门数量,并引入纠缠双协议以降低执行成本,实现经典客户端安全委托计算。
2026-09-18 quant-ph
Blind Quantum Computation
我们研究了“让某人为你执行函数的工作,但不让他了解你的输入”的可能性。假设Alice想让Bob根据她的输入x计算某个已知函数f,但又想阻止Bob学习任何关于x的信息。例如,如果客户端Alice与不信任的服务器Bob相比具有有限的计算资源,或者如果x是固有的移动数据,则会出现这种情况。有没有一种协议可以迫使鲍勃“盲目”地计算f(x),也就是说,不观察x?我们提供了这样一个盲计算协议的类的功能,承认一个有效的过程,以产生随机的输入输出对,例如因式分解。欺骗敏感的安全性只依赖于量子理论是真的。进行的安全性分析假设窃听者进行个人攻击。关键词:安全电路评估,安全两方计算,信息隐藏,信息增益与干扰。
2006-06-06 quant-ph
Universal blind quantum computation
我们提出了一个协议,它允许客户端有一个服务器为她进行量子计算,这样客户端的输入,输出和计算保持完全私密,并且她不需要任何量子计算能力或内存。客户端只需要能够准备从有限集合中随机选择的单个量子位,并将它们发送到服务器,服务器具有所需的量子计算资源的平衡。我们的协议是交互式的:在量子态的初始准备之后,客户端和服务器使用双向经典通信,这使得客户端能够驱动计算,根据先前的测量结果向服务器给出单量子位测量指令。我们的协议适用于经典或量子的输入和输出。我们给出了一个认证协议,允许客户端检测到一个干扰服务器,我们的计划也可以容错。我们还将我们的结果推广到一个纯粹的经典客户端与两个非通信纠缠服务器进行经典通信的情况,以进行盲量子计算。通过将认证协议,我们表明,在BQP中的任何问题都有一个纠缠的两个证明者与一个纯粹的经典验证者的交互证明。我们的协议是第一个检测作弊服务器的通用方案,也是第一个在客户端不需要任何量子计算的协议。我们的方法的新颖性在于使用基于测量的量子计算的独特功能,这使我们能够清楚地区分量子计算的量子和经典方面。
2009-12-12 quant-ph
On the Computational Complexity of Blind Quantum Machine Learning
Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);QuTech;Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所);Leiden Institute of Physics (LION), Leiden University(莱顿大学物理研究所)
本文研究量子计算效率优势与隐私优势能否共存,构建通用砖形编译框架MasonQ,推导UBQC砖形图深度界,分析多种B-QML算法资源,提出仅需12量子比特服务器的最小实现。
2026-10-14 quant-ph
Secure entanglement distillation for double-server blind quantum computation
盲量子计算是一种新的安全的量子计算协议,其中没有足够量子技术的客户端可以将她的量子计算委托给具有完全成熟的量子计算机的服务器,以这种方式,服务器无法了解客户端的输入,输出和程序。如果客户端仅与单个服务器交互,则客户端必须具有某些最小量子功率,例如发射随机旋转的单量子比特状态的能力或测量状态的能力。如果客户端与两个共享Bell对但不能相互通信的服务器交互,则客户端可以是完全经典的。对于这样的双服务器方案,两个服务器必须共享干净的Bell对,因此在现实的噪声环境中,纠缠蒸馏是必要的。在本文中,我们证明了在不降低盲量子计算安全性的情况下,在双服务器方案中进行纠缠蒸馏是可能的。
2013-07-13 quant-ph
Blind quantum computing can always be made verifiable
盲量子计算使没有足够量子技术的客户端能够将她的量子计算委托给远程量子服务器,从而保护她的隐私免受服务器的影响。一些盲量子计算协议是可以验证的,这意味着客户端可以检查服务器的量子计算的正确性。任何盲协议都可以被验证吗?本文对这一公开问题作了肯定的回答。我们提出了一个插件,使任何通用的盲量子计算协议自动验证。其思想是由用户盲生成与解决用户问题的量子线路及其互补线路相对应的费曼-基塔耶夫历史态。客户可以学习的解决方案的问题,并验证其正确性,在同一时间通过测量的能量的本地哈密顿对这些状态。局域哈密顿量的能量测量可以通过泡利算符的单个量子比特测量来完成。
2018-03-18 quant-ph
Blind quantum computation protocol in which Alice only makes measurements
盲量子计算是一种新的安全的量子计算协议,它使没有足够量子技术的爱丽丝能够将她的量子计算委托给拥有成熟量子计算机的鲍勃,而鲍勃无法知道爱丽丝的输入、输出和算法。在以前的协议中,Alice需要有一个产生量子态的设备,例如单光子态。在这里,我们提出了另一种类型的盲计算协议,其中Alice只进行测量,例如使用阈值检测器进行偏振测量。在一些实验装置中,例如光学系统,状态的测量比单量子比特状态的生成容易得多。因此我们的方案减轻了爱丽丝的负担此外,我们的协议的安全性是基于无信令原则,这是比量子物理更基本。最后,我们的协议是设备无关的,在这个意义上,爱丽丝不需要信任她的测量设备,以保证安全性。
2013-05-14 quant-ph
Robust and efficient verification of graph states in blind measurement-based quantum computation
提出一种鲁棒高效的协议,用于在对抗性场景下验证盲MBQC中的资源图态,仅需局部Pauli测量即可实现关于系统尺寸和目标精度的最优标度行为,并指数级提升显著性水平的标度行为。
2023-11-20 quant-ph
Verifiable blind quantum computation with identity authentication for different types of clients
量子计算在解决某些问题上比经典计算有相当大的优势。目前已经开发了各种物理系统来构建量子计算机,但它仍然具有挑战性,量子计算机的首次使用可能会采用云的方式。盲量子计算(BQC)为量子能力有限的客户端提供了一种解决方案,可以将其量子计算委托给远程量子服务器,同时保持输入,输出甚至算法的私密性。在本文中,我们提出了三个多方可验证的盲量子计算(VBQC)协议的身份认证,以处理客户端与不同的量子能力的量子网络,如那些谁可以只进行测量,准备单量子比特,或执行一些单量子比特门。它们是客户友好和灵活的,因为客户端可以依靠自己的量子设备实现BQC,并抵抗量子网络中的内部和外部攻击。此外,所有三个协议都是可验证的,即客户端可以验证其计算的正确性。
2022-10-18 quant-ph
Toward the Goldilocks Blind Compression of Quantum States
NextQuantum;Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University(首尔大学电气和计算机工程学院);School of Integrated Technology and Department of Quantum Information, Yonsei University(延世大学综合技术学院量子信息系)
研究量子自动编码器在量子态压缩中的最优性能,发现Goldilocks区域,证明存在最优保真度的编码器和解码器配置。
2026-10-02 quant-ph
Deterministic entanglement distillation for secure double-server blind quantum computation
盲量子计算(BQC)为那些没有足够复杂的技术和知识来实现通用量子计算的用户提供了一种有效的方法。单服务器BQC协议要求客户端具有一定的最低量子能力,而双服务器BQC协议则使客户端设备完全经典,诉诸两台服务器共享的纯粹而干净的Bell状态。本文针对双服务器BQC协议,提出了一种在实际噪声环境下的确定性纠缠蒸馏协议。该方案原则上能以100%的成功率获得纯的最大纠缠Bell态。提取的最大纠缠态可用于后续的BQC协议。执行蒸馏协议的各方不需要交换经典信息,他们从客户端什么也不知道。该协议是无条件安全的,适用于现有的BQC协议。
2013-11-10 quant-ph
Selectively Blind Quantum Computation
本文提出选择性盲量子计算(SBQC),在信息论框架下证明服务器端本地进程无法降低量子通信需求,并引入SBQC功能以隐藏计算,实现通信最优协议,权衡信息泄露与通信成本。
2025-04-24 quant-ph
Ancilla-driven blind quantum computation for clients with different quantum capabilities
盲量子计算(BQC)允许量子能力有限的客户端将其量子计算任务委托给强大的服务器,同时仍然保持其输入,输出和算法的私密性。BQC主要有两种模型,即基于电路的模型和基于测量的模型。此外,结合基于电路和基于测量的模型的特点,提出了一种称为辅助驱动的通用盲量子计算(ADBQC)的混合模型.然而,在ADBQC模型中,客户端的量子能力被严格限制为准备单个量子位。如果客户端只能执行单量子位测量或几个简单的量子门,他可能还希望通过ADBQC将计算委托给远程服务器。本文解决了这个问题,并通过为具有不同量子能力的客户端(例如执行单量子位测量或单量子位门)提出两种类型的ADBQC协议来扩展现有模型。此外,在所提出的两个ADBQC协议,客户端可以检测服务器是否诚实或不具有较高的概率,通过使用相应的可验证技术。
2022-10-18 quant-ph
Composable security of measuring-Alice blind quantum computation
盲量子计算[A. Broadbent、J. Fitzsimons和E. Kashefi,Proceedings of the 50 th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science 517(2009)]是一种安全的云量子计算协议,其使得客户端(其没有足够的量子技术供其支配)能够将其量子计算委托给服务器(其具有通用量子计算机),而不向服务器泄露任何相关信息。在[T. Morimae和K. Fujii,Phys.Rev.A { \bf 87},050301(R)(2013)],提出了一种新的盲量子计算协议,所谓的测量-Alice协议。该协议提供了几个优点,比以前的协议,如设备无关的安全性,客户端的要求较低,和一个更简单,更强大的安全性的基础上无信令的原则。本文利用构造密码学[U。Maurer,Proceedings of Theory of Security and Applications,TOSCA 2011,第33-56页。Springer(2011)]。度量Alice协议的上述优点使得组合安全性的证明更加直观和透明。
2013-06-10 quant-ph
Publicly Verifiable Blind Quantum Computation
盲量子计算协议允许有限量子技术的用户将棘手的计算委托给量子服务器,同时保持计算完全保密。虽然在某些协议中,用户可以验证计算结果是否正确,但第三方无法做到这一点,这使得不诚实的用户或所有者可以非法获利。我提出了一个新的盲量子计算协议,它具有一个新的属性,称为公共可验证性,这使得任何第三方都可以确保一方不会从企图欺骗中受益。
2016-04-01 cs.CR quant-ph
Measurement-only verifiable blind quantum computing with quantum input verification
可验证盲量子计算是一种安全的委托量子计算,其中具有有限量子技术的客户端将她的量子计算委托给具有通用量子计算机的服务器。客户的隐私受到保护(失明),并且计算的正确性可以由客户验证,尽管她的量子技术有限(可验证性)。可验证的盲量子计算协议主要有两类:一类是客户端只需要产生单量子比特态的协议,另一类是客户端只需要单量子比特测量能力的协议。后者被称为仅测量可验证的盲量子计算。如果客户端的量子计算的输入是客户端不知道其经典有效描述的量子态,则仅测量的客户端无法验证输入的正确性。在这里,我们介绍了一个新的协议的测量只可验证的盲目量子计算的正确性的量子输入也是可验证的。
2016-06-21 quant-ph
Blind quantum computation for quantum Fourier transform on Bell states
所谓的盲量子计算(BQC)是指量子技术有限的客户端可以将她的量子计算委托给拥有完全先进的量子计算机的服务器。但客户端的量子输入、算法和输出的隐私仍然是一个挑战。为了实现安全的BQC,我们主要研究如何隐藏对Bell态进行的量子傅里叶变换(QFT)。在本文中,考虑了如下三种情况。对于第一种情况,我们设计了在属于$\{|ϕ^\pm\rangle_{12},$ $|ψ^\pm\rangle_{12}\}$的12个量子比特上执行QFT的初级BQC协议以及相关电路。为了加强安全性,我们构造了任意两个Bell态$|ξ\rangle_{12}\otimes|θ\rangle_{34}$的13位量子比特上的QFT的增强BQC协议,以及相应的量子线路.利用更强的安全性,给出了任意两个Bell态的13和24位量子比特上的QFT的广义BQC协议,并分别给出了相应的量子线路。最后分析并证明了该方法的盲目性和正确性。
2019-08-25 quant-ph
Multi-client distributed blind quantum computation with the Qline architecture
Sapienza Università di Roma(罗马大学);Laboratoire d’Informatique de Paris 6, CNRS, Sorbonne Université(巴黎第六大学计算机实验室,法国国家科学研究中心,索邦大学);VeriQloud(VeriQloud公司);University of Edinburgh(爱丁堡大学);National Quantum Computing Centre(国家量子计算中心)
本研究提出基于Qline架构的多客户端盲量子计算协议,实现了多客户端协作的量子计算,具有可扩展性、低损耗和抗攻击性等优势。
2023-06-08 quant-ph
Blind quantum computation with completely classical client and a trusted center
盲量子计算(BQC)使没有足够量子能力的客户端能够将他的量子计算委托给量子服务器,同时保持服务器对输入数据、算法和结果未知。在实际BQC协议的研究中,一个重要的问题是如何降低客户端的量子需求。多服务器BQC协议已经被提出来解决这个问题。我们回顾了双服务器和三服务器协议[Li等人,Phys. Rev. A 89,040302(R)(2014)],并提出了一种改进的具有可信中心的双服务器BQC协议。在我们的协议中,服务器允许相互通信,客户端是完全经典的。此外,我们的双服务器协议可以修改成一个单服务器协议,通过简单地结合两个服务器。与三服务器协议相比,我们的双服务器和单服务器协议更加简单,并且不要求客户端具有访问量子信道的能力。因此,当量子计算机应用于“云”模型时,我们的协议更具实用性。
2015-10-02 quant-ph
Blind quantum computation with noise environment
盲量子计算是一种新型的量子计算模型。BQC允许没有足够复杂的技术和知识来执行通用量子计算的客户端(Alice),并利用远程量子计算服务器(Bob)来委托通用量子计算。在计算过程中,Bob无法知道Alice的输入、算法和输出。在单服务器BQC协议中,Alice需要准备单光子态并将其分发给Bob。然而,分布的单光子会受到噪声的影响,这不仅使单光子态的退相干,而且使其损失。在该协议中,我们描述了一个抗噪声的BQC协议,它结合了在集体噪声中的单光子态的忠实分布,可行的量子非破坏性测量和BFK协议的思想。该协议有几个优点。首先,Alice不需要任何辅助资源,降低了客户的经济成本。第二,该协议不仅可以保护态不受集体噪声的影响,而且可以从光子丢失中提取出单光子。第三,Bob中的噪声设置是基于线性光学的,在实验上也是可行的。这种抗噪声BQC可以表明,在噪声环境中执行BQC协议是可能的。
2016-09-28 quant-ph
Blind quantum computation over a collective-noise channel
盲量子计算(BQC)允许只拥有相对较差的量子设备的客户端(Alice)将通用量子计算委托给服务器(Bob),使得Bob无法知道Alice的输入、算法和输出。Alice和Bob之间的量子信道是有噪声的,并且在长距离量子通信中也要考虑到损耗。本文提出利用无消相干子空间(DFS)来克服BQC中量子信道中的集体噪声,我们称之为DFS-BQC。我们提出了DFS-BQC协议的三种变体。其中之一是相干光辅助DFS-BQC协议,允许Alice忠实地发送信号光子,其概率与量子信道的传输速率成比例。在所有情况下,我们结合了DFS和Broadcast-Fitzsimons-Kashefi协议的思想,这是BQC协议之一,而不会降低无条件安全性。所提出的基于DFS的方案是通用的,因此可以应用于Alice向Bob发送量子态的其他BQC协议。
2016-05-05 quant-ph
Blind Oracular Quantum Computation
在标准的预言机模型中,预言机有效地计算一个未知的经典函数,而不依赖于量子算法本身。量子算法与它们的预言机有着复杂的相互关系;例如,量子加速的可能性受到预言机实现方式的影响。因此,将预言机与它们的量子算法分离是有物理意义的,我们在这里介绍一个这样的分离。我们定义了盲预言量子计算(BOQC)方案,其中预言机是量子网络中的一个独特节点。我们的工作增强了量子计算的客户端-服务器设置,在该设置中,一个强大的量子计算机服务器可在网络上供具有低量子功率的网络上的客户端谨慎使用。在BOQC中,Oracle是另一个与主客户端合作的客户端,以便在服务器上运行Oracle量子算法。主客户端和Oracle之间的合作(几乎)不需要通信。我们证明了BOQC是盲目的:服务器不能学习任何关于客户端的计算。这个证明是在抽象密码学的形式主义所提供的可组合的安全定义内执行的。我们增强了BOQC方案,使其在固态量子网络上运行时具有最小的物理量子位;我们证明了我们称为BOQCo(BOQC优化)的该方案具有与BOQC相同的安全性。
2020-10-26 quant-ph
Erratum: Glassy Chimeras Could Be Blind to Quantum Speedup. . . [Phys. Rev. X 4, 021008 (2014)]
物理修订版X 4,021008(2014)的勘误表:与铁磁磁化率相关的临界指数计算错误。此外,嵌合体拓扑上的伊辛铁磁体具有与二维伊辛铁磁体相同的普适类。
2015-01-31 cond-mat.dis-nn quant-ph
Unconditionally verifiable blind computation
盲量子计算(BQC)允许客户端让服务器为他们执行量子计算,使得客户端的输入、输出和计算保持私有。任何BQC协议的理想属性是验证,由此客户端可以以高概率验证服务器是否遵循了协议的指令,或者是否存在导致损坏的输出状态的一些偏差。一个可验证的BQC协议可以被看作是一个交互式的证明系统,导致复杂性理论的后果。作者与Broadbent之前提出了一种通用且无条件安全的BQC方案,其中客户端只需要能够从有限集中随机选择可分离状态的单个量子位,并将其发送到服务器,服务器具有所需的量子计算资源的平衡。在本文中,我们扩展了新的功能,允许盲目的计算基础测量,我们用它来构建一个新的可验证的BQC协议的基础上一类新的资源状态的协议。我们严格证明,未能检测到一个不正确的输出的概率是指数小的安全参数,而资源开销保持多项式在这个参数。新的资源状态允许在任意对逻辑量子比特之间执行纠缠门,而仅具有恒定的开销。这是对原始方案的重大改进,原始方案要求所有要执行的计算必须首先放入最近邻形式,从而导致量子位数的线性开销。这种改进对效率和容错阈值具有重要影响。
2015-09-28 quant-ph
Blind quantum computing with different qudit resource state architectures
Universität Innsbruck(因斯布鲁克大学)
本文探讨了多级量子系统在无监督量子计算中的应用,通过多级量子资源态实现安全的云量子计算,比较了不同资源态架构的开销及隐藏策略。
2026-04-02 quant-ph
Experimental verifiable multi-client blind quantum computing on a Qline architecture
Dipartimento di Fisica - Sapienza Università di Roma(罗马大学物理系);School of Informatics, University of Edinburgh(爱丁堡大学信息学院);VeriQloud;Laboratoire d’Informatique de Paris 6, CNRS, Sorbonne Université(巴黎第六大学计算机实验室,法国国家科学研究中心,索邦大学)
本研究实现了首个在分布式架构上的两客户端可验证盲量子计算实验,展示了在多客户端分布式量子计算中验证技术的新视角。
2024-07-24 quant-ph
Verifiable measurement-only blind quantum computing with stabilizer testing
介绍了一种简单的可验证测量的盲量子计算协议。客户端的Alice只能进行单量子比特的测量,而服务器端的Bob可以生成并存储纠缠的多量子比特状态。Bob生成图状态的副本,这是基于测量的量子计算的通用资源状态,并将其中的每个量子比特逐个发送给Alice。爱丽丝根据她的程序自适应地测量每个量子位。如果Bob是诚实的,他生成正确的图状态,因此Alice可以获得正确的计算结果。在安全性方面,无论Bob做什么,由于无信令原则,Bob都无法获知Alice的计算信息。此外,邪恶的Bob不一定发送正确图状态的副本,但Alice可以通过直接验证某些副本的稳定器来检查Bob状态的正确性。
2015-11-26 quant-ph
Demonstration of measurement-only blind quantum computing
盲量子计算允许准经典客户端和完全成熟的量子服务器的安全云网络。最近,已经提出了一种新的协议,其要求客户端仅执行测量。我们展示了这种仅测量的盲量子计算的原理验证实现,利用光子设置来生成用于计算和验证的四量子比特簇态。对客户端可行的技术要求和与设备无关的盲性使得该方案非常适用于未来的安全量子网络。
2016-01-12 quant-ph