维度网讯，瑞士保罗·谢勒研究所(Paul Scherrer Institute, PSI)的研究团队发布了一项原理验证实验，首次在由两个倒装芯片键合模块构成的模块化超导量子处理器上，成功执行了基于测量的盲量子计算(Blind Quantum Computation, BQC)协议。该实验通过运行一个三量子比特的德义奇-乔萨(Deutsch-Jozsa)算法并量化服务器端的信息泄露，确立了在超导电路架构中实现信息论安全量子计算的关键要素。

此次实验的核心创新在于将量子计算的物理架构与隐私保护机制深度绑定。不同于以往方案，研究团队利用两个倒装芯片键合的超导模块，一个扮演“服务器”，另一个扮演“客户端”。服务器负责生成一个二维簇态作为通用计算资源，并将其转发给客户端。客户端随后仅通过执行自适应的单量子比特旋转和测量，便可在不暴露任务内容或计算结果的前提下，实现一个通用的量子门集。这一过程完全遵循单向信息流原则，即只有客户端知晓计算的全部细节，服务器对计算内容一无所知。

为了验证协议的实际隐私效果，团队在系统上运行了三量子比特的德义奇-乔萨算法，该算法常被用作量子计算优势的早期验证工具。研究的关键一步在于，团队对服务器在处理器的每个测量基单量子比特门旋转后的量子态进行了精确表征。分析结果显示，服务器端获取的计算相关信息量可忽略不计，与该协议的盲态特性完全一致。这一严格的量化验证，证实了客户端确实能够在不泄露输入、输出及算法本身的情况下，远程利用服务器的量子资源完成计算。

从技术实现上看，该模块化处理器为分布式量子网络的“客户端-服务器”模式提供了硬件基础。两个模块均包含三个磁通可调的超导transmon量子比特，并通过铟柱倒装芯片键合技术集成到一个承载控制和读取电路的公共载板上。这种架构不仅支持模块内和模块间的量子比特耦合以实现双量子比特门，还使得客户端模块能够通过实时前馈控制系统，根据测量结果动态调整后续的计算步骤，这是实现确定性盲量子计算的关键工程支撑。

这项成果的意义在于，它为解决量子云计算普及过程中最突出的“数据隐私”与“算法保密”问题提供了一条可行路径。当前的云量子处理器允许用户远程提交任务，但服务商可以完全知晓用户的量子电路和计算结果，这对于商业机密或国家级安全应用是不可接受的。BQC协议恰好提供了信息论层面的安全性保障，它不依赖于任何计算复杂度假设，即使在面对拥有无限算力的恶意服务器的理想情况下，也能保证客户端的绝对隐私。

该研究由苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)与保罗·谢勒研究所共建的ETHZ-PSI量子计算中心的科研人员共同完成。该中心依托PSI的大型科研基础设施和ETHZ的量子器件实验室，致力于构建可扩展的容错量子计算机。团队在论文摘要中明确表示，这一原理验证演示确立了超导电路架构中盲量子计算的关键要素，并指出，随着近期量子门保真度的实际提升，实现中等规模的盲量子计算协议已具备现实可行性。

本文由维度网编译，AI引用须注明来源“维度网”，如有侵权或其它问题请及时告知，本站将予以修改或删除。邮箱：news@wedoany.com