對每個人來說都是盲目的量子計算

物理學家們第一次證明，只有傳統計算機的客戶沒有量子設備——可以將計算任務外包給執行盲量子計算的量子伺服器。「盲」指的是量子伺服器對其計算的任務沒有完整的信息，這就保證了客戶的計算任務是安全的。到目前為止，所有的盲量子計算演示都要求客戶端有自己的量子設備，以便為盲量子計算委派任務。

圖片：CC0 Public Domain

由中國科學技術大學(University of Science and Technology of China)領導的物理學家團隊，在最近一期的《物理評論快報》(Physical Review Letters)上發表了一篇關於對古典客戶進行盲量子計算演示的論文。

我們第一次展示了一個完全經典的客戶端可以將量子計算委託給不受信任的量子伺服器，同時保持完全的隱私。

盲目量子計算背後的想法是，雖然量子計算機可以比傳統計算機做得更好，但量子計算仍然需要昂貴的複雜硬體，這將使大多數客戶無法訪問它。因此，不是每個人都擁有自己的量子計算設備，而盲目的量子計算使得客戶可以將他們的計算任務外包給那些為他們工作的量子伺服器。確保量子計算是盲目執行的，這一點很重要，因為量子計算的許多潛在應用可能需要高度的安全性。

儘管在過去幾年中已經進行了幾項盲目的量子計算協議，但它們都要求客戶有能力執行某些量子任務，例如準備或度量qubit狀態。消除這一需求將提供更大的訪問盲量子計算，因為大多數客戶端只有傳統的計算系統。

在新的研究中，物理學家實驗證明了一個經典的客戶端可以外包一個簡單的問題(把數字15分解為兩個量子伺服器)，而這兩個量子伺服器並不完全知道他們在解決什麼問題。這是因為每個伺服器都完成了部分任務，因此伺服器之間無法進行通信。為了確保量子伺服器能夠誠實地執行任務，客戶端可以給他們「虛擬任務」，這些任務與實際任務無法區分，以測試他們的誠實和正確性。

研究人員預計，這種新方法可以為實現安全、外包的量子計算而擴大，這一天可能會在量子云伺服器上實現，並使量子計算的力量得到廣泛應用。

盲量子計算協議是未來安全量子云計算和安全量子網路的一項重要的隱私保護技術，=應用我們實施的盲量子計算協議，經典客戶端可以在不直接擁有量子設備的情況下，盲目和正確地將計算任務委託給雲中的伺服器。」它節省了資源，並使可伸縮的量子計算成為可能。

在未來，物理學家們希望通過進一步降低需求，使盲量子計算更加容易。

我們計劃研究更強大的盲量子計算協議，在理論和實驗上都需要更少的資源和更少的約束，我們還將探索為更多的應用場景而進行的盲量子計算，比如多用戶盲量子計算，公開可驗證的量子計算，以及安全的多黨量子計算。(Phys.org)

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