利用云端量子计算机的重置操作免费运行量子电路

该研究首次全面揭示了如何利用云端量子计算机的重置操作免费运行量子电路,形成了一种针对云端量子计算机经济模型的新型攻击方式。当前所有主要量子计算企业均通过各类云服务提供硬件访问。由于量子计算机存在噪声特性,量子电路需多次运行以收集输出统计数据,每次运行称为一个“shot”。用户使用费用通常取决于执行的量子电路shot数量。按shot计费模式简洁直观——用户为每个电路shot支付小额费用。该工作证明,当用户滥用近期实现的中途量子比特测量与重置操作时,按shot计费模式可被利用来免费运行电路。通过在真实云端量子计算机上的评估,该研究展示了如何通过重置操作分隔多个用户电路,并将所有电路与重置操作合并提交为一个大型电路,从而在单个shot内执行多个电路。其结果是用户仅按shot付费,而每个shot内部却运行了多个电路。采用本方案后,特定电路的总按shot运行成本最高可降低900%,这将给量子计算企业造成重大经济损失。针对这一新发现,该研究提出了兼顾中途测量与重置操作灵活性、同时确保合理计费的清晰解决方案。

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提交arXiv: 2025-12-16 16:50

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