Rumo a computação quântica delegada segura prática com luz semi-clássica

Os protocolos de Computação Quântica Delegada Segura (SDQC) são uma peça vital da arquitetura global de processamento de informação quântica do futuro, uma vez que permitem que os usuários finais realizem suas valiosas computações em servidores quânticos remotos sem medo de que um provedor de serviços quânticos malicioso ou um espião possa adquirir alguma informação sobre seus dados ou algoritmos. Eles também permitem que os usuários finais verifiquem se sua computação foi realizada conforme especificado. No entanto, os protocolos existentes possuem desvantagens que limitam seu uso no mundo real. A maioria requer que o cliente opere uma fonte de único qubit ou realize medições de único qubit, exigindo, portanto, que ainda possuam algumas capacidades tecnológicas quânticas, embora restritas, ou requerem que o servidor realize operações que são difíceis de implementar em hardware real (por exemplo, isolar fótons únicos de pulsos de laser e medições quânticas não demolidoras de número de fótons que preservam a polarização). Outros eliminam a necessidade de comunicações quânticas completamente, mas isso vem a um custo em termos de garantias de segurança e sobrecarga de memória no lado do servidor. Apresentamos um protocolo SDQC que reduz drasticamente os requisitos tecnológicos tanto do cliente quanto do servidor, enquanto fornece segurança teórica da informação composta. Mais precisamente, o cliente apenas manipula um pulso de laser atenuado, enquanto o servidor apenas lida com emissores quânticos interativos com uma estrutura capaz de gerar entrelaçamento spin-fóton. O emissor quântico atua como um conversor de pulsos de laser coerentes em qubits codificados por polarização e um gerador de entrelaçamento. Dispositivos desse tipo foram recentemente usados para demonstrar o maior estado fotônico entrelaçado até hoje, sugerindo assim a prontidão do nosso protocolo para implementações experimentais.