量子計算機不僅可以在某些重要任務上勝過傳統計算機，而且可以保證計算的私密性。例如，盲量子計算協議支援安全的委託量子計算，其中客戶端可以保護其資料和演算法的私密性，使其免受分配給執行該量子計算的量子伺服器的攻擊。但是，這種安全性具有實際限制，即客戶端和伺服器在計算的每個步驟之後必須進行通訊。一種可行的替代方法是同態加密，它不需要任何互動，同時為各種計算提供了量子增強的資料安全性。在這種情況下，伺服器指定要執行的計算，而客戶端僅提供輸入資料，從而實現安全的非互動式計算。

同態加密方案

在這裡，我們演示了具有單個量子位的統一變換的同態加密量子計算，以及使用單光子狀態和非雙折射整合光學器件的多量子位量子行走計算。客戶端在光子的極化狀態下加密其輸入，而伺服器使用路徑自由度執行計算。我們使用整合量子光子學的演示強調了同態加密量子計算的適用性，並顯示了使用光子進行委託量子計算的潛力。

實驗裝置

在本實驗中，我們使用單光子量子位輸入狀態和整合光學伺服器來實驗證明Rohde等人6描述的量子同態協議。量子行走輸入通常是分佈在m個空間模式中的n個光子，每個模式中不超過一個光子。透過使用光子的極化對Alice輸入的量子游走進行編碼來隱藏這些光子的分佈：利用正交極化的光子不會產生干擾的事實。否則，空模式將填充輔助光子。因此，要實現n個“沃克”光子的m模式量子游走，而不是將一個光子輸入n個模式中的每個光子並使其餘的m-n空，我們還要在不存在的情況下輸入m-n個“虛擬”光子偏振態與代表步行者的n個光子正交。

單光子狀態的量子行走

在我們的實驗演示中，Alice使用兩個自發的引數下轉換（SPDC）源產生四個光子，並使用偏振器，半波片（HWP）和四分之一波長製備它們以隨機選擇的偏振態。每個光子的波片（QWP）。Alice可以以（99.5±0.1）％的保真度建立任何偏振態的輸入狀態，誤差的主要來源是導致晶片的單模光纖的偏振補償不完善。在準備了加密的輸入狀態之後，Alice將光子傳送給Bob，Bob執行量子行走。

輸入狀態的保密性測量輸入狀態的保密性測量

我們已經證明了單光子轉換和最多具有三個沃克的量子行走的同態加密量子計算。我們的光子系統經過特殊設計的功能使我們能夠極化地加密Alice的明文輸入狀態，同時使用路徑自由度執行計算。Alice明文輸入的安全性必然受到所使用模式的數量（即可用光子數量）的限制，但是，光子源技術的不斷髮展將使將來類似的演示能夠使用更多的模式。

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