We introduce a quantum voting protocol that uses superposition and entanglement to enable secure, anonymous voting in both centralized and distributed settings. Votes are encoded via phase-flip operations on entangled candidate states, controlled by voter identity registers. Tallying is performed directly by measuring the candidate register, eliminating the need for iterative classical counting. The protocol is described for a centralized single-machine model and extended to a distributed quantum channel model with entanglement-based verification for enhanced security. Its efficiency relies on basic quantum gates (Hadamard and controlled-Z) and the ability to extract vote counts from quantum measurements. Practical validation is provided through analytical examples (4 voters with 2 candidates and 8 voters with 3 candidates) as well as numerical experiments that simulate ideal conditions, depolarizing noise, dishonest voter attacks, and sampling convergence. The results confirm exact probability preservation, robustness against errors, and statistical behavior consistent with theoretical bounds. The protocol ensures voter anonymity via superposition, prevents double-voting through entanglement mechanisms, and offers favorable complexity for large-scale elections.


翻译:我们提出一种量子投票协议,该协议利用叠加态与纠缠态在集中式和分布式场景中实现安全匿名投票。选票通过选民身份寄存器控制的纠缠候选态相位翻转操作进行编码,计票过程直接通过测量候选寄存器完成,无需迭代式经典计数。该协议在集中式单机模型上描述后,进一步扩展至基于纠缠验证的分布式量子信道模型以增强安全性。其效率依赖于基础量子门(Hadamard门和受控Z门)以及从量子测量中提取票数的能力。通过分析示例(2候选4选民与3候选8选民)及模拟理想条件、退极化噪声、不诚实选民攻击与采样收敛性的数值实验,提供了实际验证。结果证实了精确概率保持性、误差鲁棒性以及与理论边界一致的统计行为。该协议通过叠加态保障选民匿名性,通过纠缠机制防止重复投票,并在大规模选举中展现出良好的复杂度。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于量子计算的问题优化》最新40页报告
专知会员服务
18+阅读 · 2月20日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年9月12日
变分自编码器VAE:一步到位的聚类方案
PaperWeekly
25+阅读 · 2018年9月18日
推荐算法:Match与Rank模型的交织配合
从0到1
15+阅读 · 2017年12月18日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月17日
VIP会员
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员