本文旨在解決在量子計算中,如何在不完全信任計算設備的情況下,有效驗證計算結果的正確性。作者提出了一種新的認證協議,針對先前協議中使用的 IID 錯誤模型進行改進,引入了更貼近現實情況的有限對抗性雜訊模型。
現有的量子計算認證協議大多基於 IID 錯誤模型,即假設每次計算中的錯誤都是獨立且服從相同分佈的。然而,在實際情況中,量子計算設備的錯誤可能存在關聯性,並且會受到環境和其他因素的影響,導致錯誤模型偏離 IID 假設。
為了更準確地模擬現實世界的錯誤情況,作者引入了有限對抗性雜訊模型。在這個模型中,錯誤被視為一個具有有限能力的對抗者(Bob)所控制,Bob 可以根據自身目標選擇性地引入錯誤,但其能力受到一定限制。
新的認證協議通過對 Bob 的能力進行限制,成功地將 IID 錯誤模型升級為有限對抗性雜訊模型。具體來說,協議限制了 Bob 對單量子位閘的控制能力,並要求 Bob 在執行相似電路時,引入的錯誤概率必須相似。
新的認證協議在不降低效率或近期限用性的情況下,提供了更強的安全性保障。它不需要增加電路長度、額外的量子位或量子閘,也不需要信任計算設備的任何部分。
本文提出的針對有限對抗性雜訊的認證協議,為量子計算驗證提供了一種更貼近現實情況的解決方案。該協議在不犧牲效率和易用性的前提下,提高了對量子計算結果的信任度,為量子計算在近期限的應用奠定了基礎。
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