#nisq

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👥 作者: Ejaz Ahmed, Boshuai Ye, Syed Hamza Shah, Muhammad Azeem Akbar, Arif Ali Khan

在噪声中等规模量子(NISQ)时代,量子电路在编译、硬件约束及潜在对抗性修改下面临完整性挑战。现有验证方法通常仅依赖结构分析或行为评估,导致对电路正确性的评估不完整。本文提出一个三层次度量框架,综合评估量子电路的完整性:结构完整性分数(SIS)捕捉全局结构属性;操作完整性分数(OIS)使用Jensen-Shannon距离量化行为差异;交互图语义逻辑分数(IGS)在预执行环境中建模交互模式和依赖关系。通过在基准量子电路上注入可控异常,作者证明每个度量捕获电路偏差的不同方面。特别地,在结构盲点案例(SIS >= 0.95)中,OIS检测到93.85%的异常,IGS检测到72.58%,突显了单一度量的局限性。研究表明,多个度量提供互补信息,单一度量不足以实现可靠的电路验证。该工作为量子软件供应链安全提供了新思路,适用于NISQ设备的编译、部署前校验及对抗性修改检测场景。

💡 推荐理由: 量子计算正逐步实用化,但NISQ环境下电路完整性验证缺乏系统性方法。该论文揭示结构相似性不等于行为等价,提出的多层面评估框架可提升量子软件堆栈的可信度,对安全从业者布局量子安全检测有参考价值。

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