量子同态加密:面向非可信量子硬件的实用化隐私计算

随着量子计算发展为实用范式,在不可信硬件上实现安全私密的量子计算需求日益迫切。虽然经典全同态加密已支持不可信环境下的加密数据运算,但兼具完全同态性与实际可操作性的量子对应方案仍付阙如。该研究团队基于量子一次性密码本(QOTP)提出通用量子同态加密框架(QOTPH),通过系统化的同态门分解规则与密钥更新机制,在保持信息论安全性的同时支持对加密量子态的广泛操作类别。通过利用QOTP的对称结构并开发泡利加密下量子门的变换特性,该方案实现了对Clifford+T门集可表达任意电路的非交互同态评估,同时支持与变分量子算法及委托计算相关的受控门与参数化操作。研究团队完整形式化该加密模型的技术规范,详述其实现流程,并报告模拟环境与真实量子处理器获得的实验结果。实验验证表明同态操作的正确性及密钥保密性在电路级噪声与实际设备限制下仍得以保持。该工作为弥合理论量子同态加密与近期量子硬件实践之间的鸿沟迈出关键一步,为隐私保护型量子计算提供了可扩展的对称密码原语。
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提交arXiv: 2026-04-21 09:20

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