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Automated Quantum Protocol Verification Based on Concurrent Dynamic Quantum Logic
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AI
DOI：10.1145/3708475.png)
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摘要
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在构建实际量子计算机方面，大型公司仍面临挑战，而量子通信和密码学的应用已取得显著进展。因此，在安全关键型应用中信任量子协议之前，验证其安全性至关重要。我们提出了基本动态量子逻辑（BDQL），用于形式化并验证量子协议的顺序模型，并开发了一个基于Maude的支持工具。然而，BDQL在其形式化中不支持并发。本文介绍了并发动态量子逻辑（CDQL），作为BDQL的扩展，用于形式化并验证量子协议的并发模型。CDQL通过考虑量子协议中参与者之间的并发行为和通信，比BDQL更具表现力。由于CDQL是BDQL的保守扩展，我们扩展了BDQL的语法以适应CDQL，并实现了从CDQL到BDQL的转换，而不会中断BDQL的语义。我们还扩展了BDQL的实现以支持CDQL，在Maude中创建了一个新的支持工具。该新工具配备了惰性重写策略，使验证过程显著加快。多个量子通信协议已成功在BDQL/CDQL中形式化并验证，证明了我们自动化方法和工具在验证量子协议方面的有效性。
Keyword:
quantum protocols
concurrent verification
dynamic quantum logic
formal methods
Maude
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