البراهين الفعالة للعمق على ذكاء بيانات PlatoBlockchain. البحث العمودي. منظمة العفو الدولية.

براهين العمق الفعالة للكم

تشنينج ليو1 وألكسندرو جورغيو2

1قسم الفيزياء ، ETH زيورخ ، سويسرا
2معهد الدراسات النظرية ، ETH زيورخ ، سويسرا

تجد هذه الورقة مثيرة للاهتمام أو ترغب في مناقشة؟ Scite أو ترك تعليق على SciRate.

ملخص

إن إثبات الكم هو نوع من بروتوكول الاستجابة للتحدي حيث يمكن لمدقق كلاسيكي أن يصادق بكفاءة على $ textit {quantum features} $ لمثل غير موثوق به. أي أن المُثبِّت الكمومي يمكن أن يجيب بشكل صحيح على تحديات المدقق وأن يتم قبوله ، في حين أن أي مُثِّل كلاسيكي متعدد الحدود سيتم رفضه باحتمالية عالية ، بناءً على افتراضات حسابية معقولة. للإجابة على تحديات المدقق ، تتطلب البراهين الحالية للكمية عادةً أن يقوم المِثْل الكمي بأداء مجموعة من الدوائر الكمومية متعددة الحدود والقياسات.
في هذه الورقة ، نقدم دليلين على الإنشاءات الكمية التي يحتاج فيها المُثقف فقط إلى إجراء $ textit {دوائر كمية ثابتة العمق} $ (والقياسات) جنبًا إلى جنب مع الحساب الكلاسيكي لوغاريتم العمق. بناءنا الأول هو مترجم عام يسمح لنا بترجمة جميع البراهين الموجودة على الكم إلى إصدارات ذات عمق كمي ثابت. يعتمد البناء الثاني لدينا على مشكلة $ textit {التعلم مع التقريب} $ ، وينتج دوائر ذات عمق أقصر وتتطلب كيوبتات أقل من البناء العام. بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع الهيكل الثاني أيضًا ببعض المتانة ضد الضوضاء.

► بيانات BibTeX

ferences المراجع

[1] سكوت آرونسون وأليكس آركييبوف. التعقيد الحسابي للبصريات الخطية. في وقائع ندوة ACM السنوية الثالثة والأربعين حول نظرية الحوسبة ، الصفحات 333-342 ، 2011.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 1993636.1993682

[2] فرانك أروت ، كونال آريا ، رايان بابوش ، ديف بيكون ، جوزيف سي باردين ، رامي باريندز ، روباك بيسواس ، سيرجيو بويكسو ، فرناندو جي إس إل برانداو ، ديفيد أ بويل ، وآخرون. التفوق الكمي باستخدام معالج فائق التوصيل قابل للبرمجة. الطبيعة ، 574 (7779): 505-510 ، 2019.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41586-019-1666-5

[3] MD SAJID ANIS و Abby-Mitchell و Héctor Abraham و AduOffei وآخرون. Qiskit: إطار مفتوح المصدر للحوسبة الكمية ، 2021.

[4] سانجيف أرورا وبوعز باراك. التعقيد الحسابي: نهج حديث. مطبعة جامعة كامبريدج ، 2009.

[5] سكوت آرونسون وليجي تشين. أسس نظرية التعقيد لتجارب التفوق الكمومي. في وقائع مؤتمر التعقيد الحسابي الثاني والثلاثين ، CCC '32 ، الصفحات 17-1 ، Dagstuhl ، DEU ، 67. Schloss Dagstuhl – Leibniz-Zentrum fuer Informatik.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1612.05903

[6] سكوت آرونسون وسام جن. حول الصلابة الكلاسيكية لانتحال قياس الانتروبيا الخطي. نظرية الحوسبة ، 16 (11): 1-8 ، 2020.
الشبكي: / / doi.org/ 10.4086 / toc.2020.v016a011

[7] أبيلباوم ، واي. إيشاي ، وإي كوشيلفيتز. التشفير بـ $ {NC} ^ 0 $. في ندوة IEEE السنوية الخامسة والأربعين حول أسس علوم الكمبيوتر ، الصفحات 45-166 ، 175.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2004.20

[8] جويل الوين ، وستيفان كرين ، وكرزيستوف بيترزاك ، ودانيال ويشس. التعلم مع التقريب ، إعادة النظر. In Advances in Cryptology - CRYPTO 2013، pages 57–74، Berlin، Heidelberg، 2013. Springer Berlin Heidelberg.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-40041-4_4

[9] ديفيد أ بارينجتون. تتعرف برامج التفريع ذات الحجم متعدد الحدود ذات العرض المحدود على تلك اللغات بالضبط في $ {NC} ^ 1 $. مجلة علوم الحاسب والنظم ، 38 (1): 150–164 ، 1989.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0022-0000(89)90037-8

[10] زفيكا براكيرسكي ، بول كريستيانو ، أورميلا ماهاديف ، أوميش فازيراني ، وتوماس فيديك. اختبار التشفير الكمي والعشوائية الموثوقة من جهاز كمي واحد. في 2018 الندوة السنوية 59th IEEE حول أسس علوم الكمبيوتر (FOCS) ، الصفحات 320-331. IEEE ، 2018.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 3441309

[11] كولين د.بروزفيتش ، جون شيافيريني ، روبرت مكونيل ، وجيريمي م. سيج. الحوسبة الكمومية المحاصرة: التقدم والتحديات. مراجعات الفيزياء التطبيقية ، 2019.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5088164

[12] آدم بولاند ، بيل فيفرمان ، تشينماي نيرخي ، وأوميش فازيراني. حول التعقيد والتحقق من أخذ عينات الدائرة العشوائية الكمية. فيزياء الطبيعة ، 15 (2): 159–163 ، فبراير 2019.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-018-0318-2

[13] سيرجيو بويكسو ، سيرجي في إيساكوف ، فاديم ن سميليانسكي ، رايان بابوش ، نان دينج ، زانج جيانج ، مايكل جيه بريمنر ، جون إم مارتينيز ، وهارتموت نيفين. توصيف التفوق الكمي في الأجهزة قصيرة المدى. فيزياء الطبيعة ، 14 (6): 595-600 ، 2018.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-018-0124-X

[14] زفيكا براكيرسكي ، وفينكاتا كوبولا ، وأوميش فازيراني ، وتوماس فيديك. براهين أبسط للكم. في المؤتمر الخامس عشر حول نظرية الحساب الكمي والتواصل والتشفير (TQC 15) ، المجلد 2020 من Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs) ، الصفحات 158: 8-1: 8 ، Dagstuhl ، ألمانيا ، 14. Schloss Dagstuhl – Leibniz- Zentrum für Informatik.
الشبكي: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.TQC.2020.8

[15] أبهيشيك بانيرجي وكريس بيكيرت وألون روزين. وظائف شبه عشوائية ومشابك. في التقدم في علم التشفير - EUROCRYPT 2012 ، الصفحات 719-737. سبرينغر برلين هايدلبرغ ، 2012.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-29011-4_42

[16] جون إف كلوزر ومايكل أ هورن وأبنر شيموني وريتشارد هولت. تجربة مقترحة لاختبار نظريات المتغيرات المخفية المحلية. رسائل المراجعة المادية ، 23 (15): 880 ، 1969.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880

[17] ماثيو كودرون وجاليكس ستارك وتوماس فيديك. منطقة التداول للوقت: عشوائية مؤكدة من الدوائر منخفضة العمق. الاتصالات في الفيزياء الرياضية ، 382 (1): 49-86 ، 2021.
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-021-03963-ث

[18] ريتشارد كليف وجون واتروس. دوائر موازية سريعة لتحويل فورييه الكمومي. في وقائع الندوة السنوية الحادية والأربعون حول أسس علوم الكمبيوتر ، الصفحات 41-526. IEEE ، 536.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.2000.892140

[19] بيير دوسارت. العرض الأول لفيلم Autour de la fonction qui compte le nombre de nombres. أطروحة دكتوراه ، جامعة ليموج ، 1998.
https: / / www.unilim.fr/ laco / theses / 1998 / T1998_01.pdf

[20] أوستن جي فاولر ، وماتيو ماريانتوني ، وجون إم مارتينيز ، وأندرو إن كليلاند. رموز السطح: نحو حساب كمومي عملي واسع النطاق. مراجعة البدنية أ ، 86 (3): 032324 ، 2012.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.032324

[21] فرانسوا لو غال. مراسلات خاصة ، 2022.

[22] كريج جيدني ومارتن إيكيرا. كيفية تحليل 2048 بت من الأعداد الصحيحة RSA في 8 ساعات باستخدام 20 مليون كيوبت صاخبة. كوانتم 5: 433 ، 2021.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-04-15-433

[23] الكسندرو جورغيو وماتي جيه هوبان. من الصعب تقدير إنتروبيا نواتج الدائرة الضحلة. إصدار arXiv التمهيدي arXiv: 2002.12814 ، 2020.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2002.12814
أرخايف: 2002.12814

[24] شويتشي هيراهارا وفرانسوا لو غال. اختبار الكم مع دارات الكم صغيرة العمق. في الندوة الدولية 46 حول الأسس الرياضية لعلوم الكمبيوتر (MFCS 2021) ، المجلد 202 من Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs) ، الصفحات 59: 1-59: 15 ، Dagstuhl ، ألمانيا ، 2021. Schloss Dagstuhl - Leibniz-Zentrum für Informatik .
https: / / doi.org/ 10.4230 / LIPIcs.MFCS.2021.59

[25] أرام وهارو وآشلي مونتانارو. التفوق الحسابي الكمومي. الطبيعة ، 549 (7671): 203-209 ، 2017.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1038 / nature23458

[26] بيتر هوير وروبرت شبالك. المروحة الكمية قوية. نظرية الحوسبة ، 1 (5): 81-103 ، 2005.
الشبكي: / / doi.org/ 10.4086 / toc.2005.v001a005

[27] Cupjin Huang و Fang Zhang و Michael Newman و Junjie Cai و Xun Gao و Zhengxiong Tian و Junyin Wu و Haihong Xu و Huanjun Yu و Bo Yuan و Mario Szegedy و Yaoyun Shi و Jianxin Chen. المحاكاة الكلاسيكية لدارات التفوق الكمومي. إصدار arXiv التمهيدي arXiv: 2005.06787 ، 2020.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2005.06787
أرخايف: 2005.06787

[28] جريجوري كاهاناموكو ماير. تزوير البيانات الكمومية: الهزيمة الكلاسيكية للاختبار الكمي القائم على IQP. إصدار arXiv التمهيدي arXiv: 1912.05547 ، 2019.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.1912.05547
أرخايف: 1912.05547

[29] جريجوري د كاهاناموكو ماير ، سونون تشوي ، أوميش ف. فازيراني ، ونورمان واي. ياو. ميزة كمومية يمكن التحقق منها تقليديًا من خلال اختبار بيل الحسابي. فيزياء الطبيعة ، 18 (8): 918-924 ، 2022.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-022-01643-7

[30] فاديم ليوباشيفسكي وكريس بيكيرت وأوديد ريجيف. على المشابك المثالية والتعلم مع الأخطاء على الحلقات. في المؤتمر الدولي السنوي حول نظرية وتطبيقات تقنيات التشفير ، الصفحات 1-23. سبرينغر ، 2010.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 2535925

[31] أورميلا ماهاديف. التحقق الكلاسيكي من الحسابات الكمومية. في 2018 الندوة السنوية 59th IEEE حول أسس علوم الكمبيوتر (FOCS) ، الصفحات 259-267. IEEE ، 2018.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / FOCS.2018.00033

[32] مايكل أ نيلسن وإسحاق تشوانغ. حساب الكم والمعلومات الكمومية ، 2002.

[33] AS Popova و AN Rubtsov. تكسير عتبة ميزة الكم لأخذ عينات البوزون الغاوسي. في مؤتمر ومعرض Quantum 2.0 ، صفحة QW2A.15. مجموعة اوبتيكا للنشر ، 2022.
https: / / doi.org/ 10.1364 / QUANTUM.2022.QW2A.15

[34] جون بريسكيل. الحوسبة الكمية في عصر NISQ وما بعده. كوانتوم ، 2:79 ، 2018.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2018-08-06-79

[35] مايكل يا رابين. الخوارزمية الاحتمالية لاختبار البدائية. مجلة نظرية الأعداد ، 12 (1): 128-138 ، 1980.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0022-314X(80)90084-0

[36] عوديد ريجيف. على المشابك ، التعلم بالأخطاء والرموز الخطية العشوائية والتشفير. مجلة ACM (JACM) ، 56 (6): 1-40 ، 2009.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 1568318.1568324

[37] دان شيبرد ومايكل جي بريمنر. حساب كمي غير منظم مؤقتًا. وقائع الجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية ، 465 (2105): 1413-1439 ، 2009.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2008.0443

[38] بيتر دبليو شور. خوارزميات الحساب الكمي: اللوغاريتمات المنفصلة والعوملة. في Proceedings الندوة السنوية الخامسة والثلاثون حول أسس علوم الكمبيوتر ، الصفحات 35-124. IEEE ، 134.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1994.365700

[39] يولين وو ، وان-سو باو ، وسيروي كاو ، وفوشينغ تشن ، ومينغ-تشنغ تشين ، وشياوي تشن ، وتونغ-هسون تشونغ ، وهوي دينغ ، وياجي دو ، وداوجين فان ، ومينغ غونغ ، وتشينغ جو ، وتشو غو ، وشاوجون جو ، وليانتشن هان ، لينين هونغ ، هي-ليانغ هوانغ ، يونغ هنغ هوو ، ليبينغ لي ، نا لي ، شاوي لي ، يوان لي ، فوتيان ليانغ ، تشون لين ، جين لين ، هاوران تشيان ، دان تشياو ، هاو رونغ ، هونغ سو ، ليهوا صن ، Liangyuan Wang و Shiyu Wang و Dachao Wu و Yu Xu و Kai Yan و Weifeng Yang و Yang Yang و Yangsen Ye و Jianghan Yin و Chong Ying و Jiale Yu و Chen Zha و Cha Zhang و Haibin Zhang و Kaili Zhang و Yiming Zhang و Han Zhao و Youwei Zhao و Liang Zhou و Qingling Zhu و Chao-Yang Lu و Cheng-Zhi Peng و Xiaobo Zhu و Jian-Wei Pan. ميزة حسابية كمومية قوية باستخدام معالج كم فائق التوصيل. فيز. القس Lett.، 127: 180501، 2021.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.180501

[40] K Wright و KM Beck و Sea Debnath و JM Amini و Y Nam و N Grzesiak و JS Chen و NC Pisenti و M Chmielewski و C Collins وآخرون. قياس أداء حاسوب كمي بسعة 11 كيلوبت. اتصالات الطبيعة ، 10 (1): 1-6 ، 2019.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-13534-2

[41] جي ويندين. معالجة المعلومات الكمومية بدارات فائقة التوصيل: مراجعة. تقارير عن التقدم في الفيزياء ، 80 (10): 106001 ، 2017.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​aa7e1a

[42] آدم بين واتس وروبن كوثري ولوك شيفر وأفيشاي تال. الفصل الأسي بين الدوائر الكمومية الضحلة والدوائر الكلاسيكية الضحلة غير المحدودة. في وقائع الندوة السنوية 51 لـ ACM SIGACT حول نظرية الحوسبة ، الصفحات 515-526 ، 2019.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1145 / 3313276.3316404

[43] أندرو تشي تشي ياو. كيفية توليد وأسرار الصرف. الندوة السنوية السابعة والعشرون حول أسس علوم الكمبيوتر (sfcs 27) ، صفحات 1986–162. IEEE ، 167.
الشبكي: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.1986.25

[44] Qingling Zhu ، Sirui Cao ، Fusheng Chen ، Ming-Cheng Chen ، Xiawei Chen ، Tung-Hsun Chung ، Hui Deng ، Yajie Du ، Daojin Fan ، Ming Gong ، Cheng Guo ، Chu Guo ، Shaojun Guo ، Lianchen Han ، Linyin Hong ، He - ليانغ هوانغ ، يونغ هينغ هوو ، ليبينغ لي ، نا لي ، شاوي لي ، يوان لي ، فوتيان ليانغ ، تشون لين ، جين لين ، هاوران تشيان ، دان تشياو ، هاو رونغ ، هونغ سو ، ليهوا صن ، ليانغيوان وانغ ، شيو وانغ ، Dachao Wu ، Yulin Wu ، Yu Xu ، Kai Yan ، Weifeng Yang ، Yang Yang ، Yangsen Ye ، Jianghan Yin ، Chong Ying ، Jiale Yu ، Chen Zha ، Cha Zhang ، Haibin Zhang ، Kaili Zhang ، Yiming Zhang ، Han Zhao ، Youwei Zhao و Liang Zhou و Chao-Yang Lu و Cheng-Zhi Peng و Xiaobo Zhu و Jian-Wei Pan. ميزة حسابية كمية عبر أخذ عينات دائرة عشوائية مكونة من 60 دورة 24 كيلوبت. نشرة العلوم ، 67 (3): 240-245 ، 2022.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.scib.2021.10.017

[45] دايوي تشو ، جريجوري د. كاهاناموكو ماير ، لورا لويس ، كريستال نويل ، أو كاتز ، بهاء هاراز ، كينجفينج وانج ، أندرو ريسينجر ، لي فنغ ، ديبوبريو بيسواس ، ليرد إيغان ، ألكساندرو جيورغيو ، يونسونغ نام ، توماس فيديك ، أومان فازيراني ياو ، ماركو سيتينا ، وكريستوفر مونرو. بروتوكولات تفاعلية لميزة الكم التي يمكن التحقق منها بشكل كلاسيكي. الإصدار التمهيدي لـ arXiv: arXiv: 2112.05156 ، 2021.
https: / / doi.org/10.48550 / arXiv.2112.05156
أرخايف: 2112.05156

[46] هان سين تشونغ ، هوي وانغ ، يو هاو دينغ ، مينغ تشنغ تشن ، لي تشاو بنغ ، يي هان لو ، جيان تشين ، ديان وو ، شينغ دينغ ، يي هو ، بينغ هو ، شياو يان يانغ ، وي- Jun Zhang و Hao Li و Yuxuan Li و Xiao Jiang و Lin Gan و Guangwen Yang و Lixing You و Zhen Wang و Li Li و Nai-Le Liu و Chao-Yang Lu و Jian-Wei Pan. ميزة حسابية كمومية باستخدام الفوتونات. العلوم ، 370 (6523): 1460-1463 ، 2020.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.abe8770

دليلنا يستخدم من قبل

[1] Nathanan Tantivasadakarn و Ashvin Vishwanath و Ruben Verresen ، "تسلسل هرمي للترتيب الطوبولوجي من الوحدات ذات العمق المحدود والقياس والتغذية إلى الأمام" ، أرخايف: 2209.06202.

[2] سيرجي برافي ، إسحاق كيم ، ألكسندر كليش ، وروبرت كونيغ ، "دوائر تكيفية ذات عمق ثابت لمعالجة أيونات غير أبيلية" ، أرخايف: 2205.01933.

[3] دايوي تشو ، جريجوري د كاهاناموكو ماير ، لورا لويس ، كريستال نويل ، أو كاتز ، بهاء هراز ، كينجفينج وانج ، أندرو ريسينجر ، لي فينج ، ديبوبريو بيسواس ، ليرد إيجان ، ألكسندرو جيورغيو ، يونسونج نام ، توماس فيديك ، أوميش فازيراني ، نورمان واي.ياو ، ماركو سيتينا ، وكريستوفر مونرو ، "البروتوكولات التفاعلية لميزة الكم التي يمكن التحقق منها بشكل كلاسيكي" ، أرخايف: 2112.05156.

[4] Vipin Singh Sehrawat و Foo Yee Yeo و Dmitriy Vassilyev ، "PRFs الخاصة بالنجوم من الانحدار الخطي ونظرية المجموعة المتطرفة" ، أرخايف: 2205.00861.

[5] جريجوري كاهاناموكو ماير ، سونون تشوي ، أوميش ف. فازيراني ، ونورمان واي ياو ، "ميزة كمية يمكن التحقق منها بشكل كلاسيكي من اختبار بيل الحسابي" ، فيزياء الطبيعة 18 8 ، 918 (2022).

[6] روزبه بصيريان ، آدم بولاند ، بيل فيفرمان ، سام جن ، وأفيشاي تال ، "حول العشوائية المعتمدة من تجارب الميزة الكمية" ، أرخايف: 2111.14846.

[7] ناي-هوي تشيا وشيه-هان هونغ ، "التحقق الكلاسيكي من العمق الكمي" ، أرخايف: 2205.04656.

[8] أكيهيرو ميزوتاني ، ويوكي تاكيوتشي ، وريو هيروماسا ، ويوسوكي أيكاوا ، وسيشيرو تاني ، "الاختبار الذاتي الحسابي للحالات السحرية المتشابكة" ، مراجعة البدنية أ 106 1 ، L010601 (2022).

[9] ييهوي كويك ، مارك إم وايلد ، وإنيت كاور ، "تقدير تتبع متعدد المتغيرات في عمق كمي ثابت" ، أرخايف: 2206.15405.

الاستشهادات المذكورة أعلاه من إعلانات ساو / ناسا (تم آخر تحديث بنجاح 2022-09-21 12:16:02). قد تكون القائمة غير كاملة نظرًا لأن جميع الناشرين لا يقدمون بيانات اقتباس مناسبة وكاملة.

On خدمة Crossref's cited-by service لم يتم العثور على بيانات حول الاستشهاد بالأعمال (المحاولة الأخيرة 2022-09-21 12:16:00).

الطابع الزمني:

اكثر من مجلة الكم