Un protocole simple pour la vérification tolérante aux pannes du calcul quantique.

Résumé Les technologies expérimentales de calcul quantique n'en étant qu'à leurs débuts, la recherche de moyens efficaces pour vérifier l'exactitude de ces calculs quantiques devient de plus en plus pressante. Une approche de la vérification des calculs quantiques dans le cadre des preuves interactives s'est avérée fructueuse pour résoudre ce problème. Plus précisément, un agent non fiable (le prouveur) qui prétend effectuer des calculs quantiques peut faire vérifier ses affirmations par un autre agent (le vérificateur) qui n'a accès qu'au calcul classique et à un petit dispositif quantique pour préparer ou mesurer des qubits uniques. Cependant, lorsque ce dispositif quantique est sujet à des erreurs, la vérification devient difficile et les protocoles existants traitent souvent ce problème en ajoutant des hypothèses supplémentaires, comme l'exigence que le bruit dans le dispositif ne soit pas corrélé avec le bruit sur les dispositifs du vérificateur. Dans cet article, nous présentons un protocole simple pour vérifier les calculs quantiques, en présence de dispositifs bruyants, sans hypothèses supplémentaires. Ce protocole est basé sur des techniques de vérification post hoc, qui permettent au prouveur de connaître le calcul quantique souhaité et son entrée. Nous réalisons également une simulation du protocole, pour un calcul à un qubit, et trouvons les seuils d'erreur lors de l'utilisation du code de répétition des qubits ainsi que du code de Steane.