量子酉程序的混淆技术
程序混淆旨在隐藏程序内部实现同时保持其功能。在量子计算领域,近期研究已针对特定类型的量子电路提出了混淆方案。例如,Bartusek、Brakerski和Vaikuntanathan(STOC 2024)构建了一种量子态混淆方案,支持在经典预言机模型下对伪确定性量子程序(具有经典输入和输出)的量子态表示进行混淆。
在本研究中,我们通过构建首个支持量子输入和输出的酉(或近似酉)量子程序的量子态混淆方案,改进了现有成果。该方案在经典预言机模型下运行。我们混淆方案的核心包含两个新颖组件:
- 功能量子认证方案:允许密钥持有者以模拟安全的方式学习认证量子态的特定函数。
- 编译器:将任意量子电路表示为投影线性加测量量子程序,该程序由一系列非自适应Clifford门与自适应且兼容的测量交错描述而成。
这一工作显著扩展了量子程序混淆的应用范围,为量子软件保护提供了更强大的理论基础和实用工具。