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魔法秘密共享:通过 GHZ 纠缠实现量子计算能力的阈值控制

量子物理 2026-05-19 v1

摘要

我们提出了一种名为 Magic Secret Sharing(MSS)的量子密码学原语,其中秘密是量子态的计算能力而非其经典描述。在魔法资源理论中,非稳定态通过非 Clifford 门驱动通用量子计算;MSS 使用预共享的 GHZ 态和单个局部相位门 P(phi) = diag(1, exp(i*phi)) 实施 (n-1,n) 阈值结构。任何单个方程持有最大混合态 I/2,Wigner 距离 C(I/2) = 0,因此无论施加何种局部操作或对设备施加何种噪声,都无法获得非 Clifford 计算优势。获批联盟通过门遥感在多服务器盲量子计算(BQC)中实现逻辑 T 门。对于所有具有安全条件的对角参数门,相位门是唯一满足该条件的类别,经通过精确列求和条件表征。该协议通过一条鲨鱼不等式提升为单侧设备独立(1SDI)设置:收件人方产生的 assemblage 在不信任联盟设备的情况下认证魔法交付。我们在 ibm_marrakesh(156 位量子比特 IBM Heron)上演示了 (2,3) 实例:在所有运行中都实现了安全性(C(rho_Bob) = 0.000,低于 LP 重建容忍度),且状态保真度达到 0.959-0.986,针对所有四个测试 phi 值(包括 phi = pi/8 时接近精确恢复 C = 0.154 vs 理论 0.153)均确认了保真度。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.16614,
  title  = {Magic Secret Sharing: Threshold Control of Quantum Computational Power via GHZ Entanglement},
  author = {Soumyojyoti Dutta and Tushar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.16614},
  year   = {2026}
}

备注

9 pages, 2 figures