量子科技中心_量科网

随着量子计算机迈向实用化阶段，用户必须能够以具备以下安全保证的方式验证其委托的量子计算任务：（i）对噪声具有鲁棒性，（ii）可与其他安全协议组合使用，（iii）随着安全资源配置的增加实现指数级增强。以往同时满足这些保证、并为协议优化适配现实硬件提供必要模块化的研究，大多基于测量基量子计算（MBQC）模型实现。这使得基于电路模型——尤其是采用魔幻态注入（MSI）的架构——要么缺乏计算验证方案，要么需要将电路编译为MBQC模型从而导致额外开销。本文提出了一系列针对Clifford+MSI电路的噪声鲁棒、可组合且高效的验证协议，这些协议能抵御任意恶意行为。该协议族不仅包含Broadbent（ToC，2018）提出的验证方案，扩展了其安全保证，还弥合了MBQC与电路模型协议间的模块化鸿沟，同时降低了量子通信成本。由此为近期量子设备的快速实现开辟了前景。该团队的技术基于一种称为“魔幻态盲化”的改进盲化概念，仅隐藏注入的魔幻态——这一非Clifford计算能力的唯一来源。通过随机交替执行计算轮次与经典可模拟的无魔幻态测试轮次，实现了基于陷阱的验证框架。这使得电路模型的量子验证首次达到了以往仅MBQC才能实现的安全性与鲁棒性水平，同时由于量子比特传输仅需在态注入节点进行，显著优化了量子通信成本。