14、量子计算：加密、经济与市场的深度剖析

量子计算：加密、经济与市场的深度剖析

1. 加密云量子计算

在许多高性能数据处理应用中，安全性至关重要，因为可能涉及专有或敏感数据。为解决这一问题，有两种加密外包量子计算模型：同态加密和盲量子计算。

1.1 两种加密模型

• 同态加密 ：Alice 仅提供数据，而 Bob 提供处理和算法。当允许任何电路时，该协议称为全同态加密（FHE）协议；否则，是某种同态加密协议。经典 FHE 是最近才被描述的。
• 盲量子计算 ：Alice 同时提供算法和数据，并希望两者都对自己保密。已知通用盲经典计算是不可能的，但通用盲量子计算是可行的。

1.2 加密协议特点

这些加密协议会增加电路规模和参与计算的量子比特数量的资源开销，但具有高效的扩展性。它们至少部分地提供了信息论上安全的数据隐藏，实现了对加密数据的可靠外包处理，不受攻击影响。

在通常的电路模型中，盲量子计算已被证明是可行的，并推导出了最优界限。同样，在簇态模型中也描述了此类协议。对于通用计算，这些协议必然需要客户端和主机之间的经典交互。然而，在一些受限的光量子计算模型中，如玻色采样、量子行走和相干态无源线性光学，可以实现非交互式的某种同态加密。

2. 经典等效计算能力与计算缩放函数

2.1 计算缩放函数

设 t 是包含 n 个量子比特的量子算法的经典等效运行时间，即给定的经典计算机实现这个 n 量子比特量子计算需要多长时间。定义计算缩放函数 $f_{sc}$ 来描述这种关系：