面向噪声量子网络的可检测拜占凯安全协议的原神模拟基准测试
量子物理
2025-09-04 v1 分布式、并行与集群计算
网络与互联网体系结构
摘要
量子通信资源为容错分布式协议提供了显著优势,尤其是在拜占凯安全(Byzantine Agreement, BA)中,因可靠抵抗对抗性干扰至关重要。量子可检测拜占凯安全(Quantum Detectable Byzantine Agreement, QDBA)能够实现超越经典限制的共识协议,凭借利用纠缠量子态的优势。本文聚焦于QDBA的实际实现,特别是使用最简单的 maximally 纠缠量子资源——Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)对,使该协议在当前量子硬件平台上具有可实验性。我们present了一项针对EPRQDBA协议在现实量子网络条件下的全面计算研究,利用Aliro Quantum Network Simulator 来评估该协议的性能和鲁棒性。我们的仿真系统atically探索了协议的 参数空间——包括网络规模、叛变节点数量、协议中消耗的纠缠资源,以及针对超导和光子量子比特技术的物理动机噪声模型。通过大量数值实验,我们提供了关于这些物理上现实参数如何影响协议性能的见解,确立了关键阈值和最优操作条件,以供实验实现提供具体参考。本工作将量子共识协议的理论进展与实际网络实现相连,为实验者提供了具体的指南。我们的发现为在现实、嘈杂环境中评估和优化QDBA实现提供了指南。
引用
@article{arxiv.2509.02629,
title = {\textit{In Silico} Benchmarking of Detectable Byzantine Agreement in Noisy Quantum Networks},
author = {Mayank Bhatia and Shaan Doshi and Daniel Winton and Brian Doolittle and Bruno Abreu and Santiago Núñez-Corrales},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02629},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 17 figures