魔法秘密共享:通过GHZ纠缠实现量子计算能力的阈值控制

该团队提出魔幻秘密共享(Magic Secret Sharing,MSS),这是一种量子密码学原语,其秘密并非量子态的经典描述,而是该量子态的计算能力。在魔幻资源理论中,非稳定子态通过非克利福德门为通用量子计算提供动力;MSS 利用预共享的GHZ态和单个局域相位门 \(P(\phi) = \mathrm{diag}(1, e^{i\phi})\),以 \((n-1, n)\) 门限结构分发该资源。任何单个参与方持有的都是最大混合态 \(I/2\),其维格纳距离 \(C(I/2) = 0\),因此无论施加何种操作或设备受到何种噪声影响,任何局域操作都无法产生非克利福德计算优势。授权联盟可精确重构魔幻含量 \(C(\phi) = (|\sin(\phi)| + |\cos(\phi)| - 1)/2\),从而在多服务器盲量子计算(BQC)中通过门隐形传态实现逻辑T门。在对角参数化门中,相位门是唯一满足安全性条件的门类,该条件通过精确的列和条件刻画。该协议通过一个引导不等式提升至单侧设备无关(1SDI)设置:接收方产生的聚合体可证明魔幻传递,而无需信任联盟的设备。该团队在 ibm_marrakesh(156量子比特 IBM Heron)上演示了 (2,3) 实例:安全性(\(C(\rho_{\text{Bob}}) = 0.000\),低于线性规划重构容差)在所有运行中均成立,授权方的态保真度达到 0.959-0.986,且对于 \(\phi\) 的四个测试值均确认了忠实性,其中包括 \(\phi = \pi/8\) 时的近精确恢复(\(C = 0.154\),理论值 0.153)。

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提交arXiv: 2026-05-15 20:33

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