Quantum encryption with quantum permutation pad in IBMQ systems
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Quantum permutation pad or QPP is a quantum-safe symmetric cryptographic algorithm proposed by Kuang and Bettenburg in 2020. The theoretical foundation of QPP leverages the linear algebraic representations of quantum gates which makes QPP realizable in both, quantum and classical systems. By applying the QPP with 64 of 8-bit permutation gates, holding respective entropy of over 100,000 bits, we accomplished quantum random number distributions digitally over today’s classical internet. The QPP has also been used to create pseudo quantum random numbers and served as a foundation for quantum-safe lightweight block and streaming ciphers. This paper continues to explore numerous applications of QPP, namely, we present an implementation of QPP as a quantum encryption circuit on today’s still noisy quantum computers. With the publicly available 5-qubit IBMQ devices, we demonstrate quantum secure encryption (256 bits of entropy) using 2-qubit QPP with 56 permutation gates, and 3-qubit QPP with 17 permutation gates respectively. Initial qubits of the encryption circuit correspond to the plaintext and after applying quantum encryption operations, cipher qubits are measured with probabilistic distributions, and the results with the highest probability are recorded as cipher bits. The cipher bits are then decrypted with an inverse QPP circuit. The output state plaintext qubits are measured and the most frequent count measurement results are recorded as plaintext bits. This quantum encryption and decryption process clearly demonstrates that QPP quantum implementations works exactly as symmetric encryption and decryption schemes should. The plaintext and ciphertext bits can also be encrypted and decrypted respectively by any classical computing device with the corresponding QPP algorithm as in quantum computers. This work reveals that it is possible to build quantum-secure communications between quantum-to-quantum and quantum-to-classical computers over today’s internet and the future quantum internet.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».