Verifiable cloud-based variational quantum algorithms

要約

変分量子アルゴリズム(VQA)は、量子機械学習(QML)のためのノイズの多い中間量子(NISQ)デバイスを用いた量子的優位性の可能性を示している。しかし、量子リソースのコストが高く、利用可能なリソースが限られていることを考えると、クラウドネットワークを介してVQAを委譲することが、量子能力が限られているクライアントにとってより現実的なソリューションである。最近、Shinguら[Physical Review A, 105, 022603 (2022)]は、アンシラ駆動量子計算(ADQC)を利用した変分セキュアなクラウド量子計算プロトコルを提案しました。しかし,このプロトコルは検証可能性に欠け,サーバによる悪意のある振る舞いの可能性がある.さらに、チャネル損失は、委任された変分回路のサイズが大きくなるにつれて、頻繁な再委任を必要とし、回路の複雑性が増大するため、検証が複雑になる。本稿では、これらの課題に対処し、クラウドベースのVQAにおける検証可能性とチャネル損失耐性の両方を強化するための新しいプロトコルを紹介する。

要約(オリジナル)

Variational quantum algorithms (VQAs) have shown potential for quantum advantage with noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices for quantum machine learning (QML). However, given the high cost and limited availability of quantum resources, delegating VQAs via cloud networks is a more practical solution for clients with limited quantum capabilities. Recently, Shingu et al.[Physical Review A, 105, 022603 (2022)] proposed a variational secure cloud quantum computing protocol, utilizing ancilla-driven quantum computation (ADQC) for cloud-based VQAs with minimal quantum resource consumption. However, their protocol lacks verifiability, which exposes it to potential malicious behaviors by the server. Additionally, channel loss requires frequent re-delegation as the size of the delegated variational circuit grows, complicating verification due to increased circuit complexity. This paper introduces a new protocol to address these challenges and enhance both verifiability and tolerance to channel loss in cloud-based VQAs.

arxiv情報

著者 Junhong Yang,Banghai Wang,Junyu Quan,Qin Li
発行日 2024-09-03 15:28:37+00:00
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