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量子错误缓解(QEM)是降低量子硬件噪声、避免空间开销的关键工具,但其可靠性依赖于噪声建模、标定与具体实现,因此在不可信量子硬件上的端到端安全性长期未得到解决。本文提出可验证的盲概率错误消除(VBPEC),这是首个在完全恶意敌手模型下集成QEM的、具备安全验证功能的协议。VBPEC将概率误差消除(PEC)这一广泛研究的QEM技术纳入可组合安全框架:通过在抽象密码学框架中将委托缓解形式化为密码学资源,VBPEC实现了完美盲化(即服务器无法获知客户端实际计算内容)以及指数小的安全误差。该协议继承了近期统计安全验证量子计算协议以及PEC的零量子空间开销,唯一额外开销来自QEM过程所需的重复采样。为达到这一目标,作者将基于陷阱的验证从确定性的通过/失败检查扩展为借助QEM受益的统计检验,并开发了一套新的证明技术来处理相应增加的偏差源。与仅容忍固定阈值下诚实噪声的方案不同,VBPEC主动消除噪声,使得经过正确缓解的估计结果能够以高概率被接受,同时不损害安全性。该工作为近未来量子硬件上安全、可靠且实用的委托量子计算建立了关键路径,从根本上提升了量子计算验证的实用性。本文主要面向量子密码学、量子计算安全以及量子云服务可靠性方向的研究人员。
💡 推荐理由: 量子云服务中的委托计算若无法验证,用户无法信任结果。VBPEC首次将QEM与安全验证结合,为对抗恶意量子服务器提供了可行方案,是量子计算走向实用化安全的关键一步。
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