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Distinguishing unitary gates on the IBM quantum processor
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作者 Shusen LIU Yinan LI Runyao DUAN 《中国科学:信息科学(英文版)》 SCIE EI CSCD 2019年第7期210-216,共7页
An unknown unitary gate, which is secretly chosen from several known ones, can always be distinguished perfectly. In this paper, we implement such a task on IBM’s quantum processor. More precisely,we experimentally d... An unknown unitary gate, which is secretly chosen from several known ones, can always be distinguished perfectly. In this paper, we implement such a task on IBM’s quantum processor. More precisely,we experimentally demonstrate the discrimination of two qubit unitary gates, the identity gate and the 2/3π-phase shift gate, using two discrimination schemes — the parallel scheme and the sequential scheme. We program these two schemes on the ibmqx4, a 5-qubit superconducting quantum processor via IBM cloud,with the help of the QSI modules. We report that both discrimination schemes achieve success probabilities at least 85%. 展开更多
关键词 QUANTUM EXPERIMENT IBM QUANTUM computer software-aided QUANTUM EXPERIMENT sequential SCHEMES for UNITARY DISCRIMINATION parallel SCHEMES for UNITARY DISCRIMINATION
量子云计算理论与应用简述 预览
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作者 丁泳程 郝敏佳 陈玺 《自然杂志》 2019年第5期335-342,共8页
经典计算机在处理大规模数据集或是高强度计算的时候,受硬件工艺与算法原理限制存在性能瓶颈。为了解决此类问题,人们构想出了用量子计算机通过量子力学的微观性质进行计算。近年来实验技术上的突破使得一些科技公司推出了面向公众的量... 经典计算机在处理大规模数据集或是高强度计算的时候,受硬件工艺与算法原理限制存在性能瓶颈。为了解决此类问题,人们构想出了用量子计算机通过量子力学的微观性质进行计算。近年来实验技术上的突破使得一些科技公司推出了面向公众的量子计算机,以更深刻地理解量子算法并解决一些实际问题。文章介绍了量子云计算的基本原理和发展现状,并给出了量子云计算应用的成功案例,希望以此引起人们对此领域的关注。 展开更多
关键词 量子计算机 量子算法 量子云计算
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一种基于量子点的可编程量子计算机处理器模型 预览
3
作者 陈垚 姜年权 《咸阳师范学院学报》 2019年第4期23-26,共4页
实现任意两量子比特之间和任意多量子比特之间的可控耦合是构建可编程量子处理器的关键问题,这些所需的耦合可以在量子点电路中实现。通过将多个双量子点分子与中心导体相连接,可以实现一个由量子点量子比特组成的多比特耦合系统。这种... 实现任意两量子比特之间和任意多量子比特之间的可控耦合是构建可编程量子处理器的关键问题,这些所需的耦合可以在量子点电路中实现。通过将多个双量子点分子与中心导体相连接,可以实现一个由量子点量子比特组成的多比特耦合系统。这种系统中比特通过电容相互作用进行耦合,比特间的可控耦合操作通过调节双量子点门电极上的偏压实现。在相应的操控方案下,根据现有技术条件可以在这种系统中实现可编程的通用量子两位门操作以及多个两位门的并行操作。 展开更多
关键词 量子计算机 量子点 可编程量子计算
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量子全加器设计 预览
4
作者 常丽 朱宇祥 蒋辉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1863-1867,共5页
量子全加器是量子计算机的基本单元,为了减少能耗,降低构造成本及物理实现难度,本文提出一种新型 n 位量子全加器,使用 3n 个CNOT(Controlled NOT)门和 2n -1个Toffoli门实现 n 位量子加减法,采用超前进位方式,不含进位输入,通过最高溢... 量子全加器是量子计算机的基本单元,为了减少能耗,降低构造成本及物理实现难度,本文提出一种新型 n 位量子全加器,使用 3n 个CNOT(Controlled NOT)门和 2n -1个Toffoli门实现 n 位量子加减法,采用超前进位方式,不含进位输入,通过最高溢出标志位判断加法的进位和减法的正负号,标志位不参与高低位计算,不增加电路延时,适合 n 位量子并行计算.随机生成4、8、16和32位数分别进行加减仿真操作,验证了全加器的正确性.该全加器量子代价较低,结构简单,有利于提高集成电路规模和集成度. 展开更多
关键词 可逆逻辑电路 量子全加器 超前进位 量子代价 电路能耗 量子计算机
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傅里叶变换对称性在整数因式分解中求阶的应用 预览
5
作者 张小梅 柴群 吴福生 《凯里学院学报》 2019年第3期21-24,共4页
大整数因式分解,一直以来都是公钥密码分析的一个研究热点问题之一.对大整数因式分解问题可以归约到基于傅里叶变换求阶问题.经典计算机上求解大整数的因子都是一个NP难题.直到shor算法的出现,大整数分解的难解问题理论上可以在PPT(prob... 大整数因式分解,一直以来都是公钥密码分析的一个研究热点问题之一.对大整数因式分解问题可以归约到基于傅里叶变换求阶问题.经典计算机上求解大整数的因子都是一个NP难题.直到shor算法的出现,大整数分解的难解问题理论上可以在PPT(probabilistic polynomial time,中文称之为概率多项式时间,是密码协议的一种概率算法,类似于掷硬币)内求解,这种理论上的求解主要是在量子计算机上执行量子傅里叶变换,以求解交换子群的阶为目的.本文把傅里变换的对称性,应用于量子算法大整数因式分解求阶之中,使得其时间与存储空间减半. 展开更多
关键词 傅里叶变换 量子计算机 量子计算 大整数因式分解
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基于NTRU格的异构签密 预览
6
作者 杨润东 李子臣 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第3期308-312,325共6页
异构签密是为了解决不同的密码体制之间的安全通信。然而目前构造的异构签密方案的安全性都是基于传统数论困难问题。由于近些年来量子计算机技术的大力发展,使得传统密码体制的安全性受到巨大威胁。为了抵抗量子计算攻击,基于NTRU格设... 异构签密是为了解决不同的密码体制之间的安全通信。然而目前构造的异构签密方案的安全性都是基于传统数论困难问题。由于近些年来量子计算机技术的大力发展,使得传统密码体制的安全性受到巨大威胁。为了抵抗量子计算攻击,基于NTRU格设计是从传统PKI公钥密码体制到身份公钥密码体制(TPKI-to-IDPKC)的异构签密方案,而且在随机预言机模式下证明了方案的安全性。该方案与现有的格上异构签密方案相比密钥更小,效率更高。 展开更多
关键词 异构签密 NTRU PKI IBC 量子攻击 格密码
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基于格密码理论的装备保障信息网络身份认证方案 预览
7
作者 张建航 曹泽阳 +1 位作者 徐庆征 贺健 《空军工程大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2019年第1期79-83,共5页
针对当前装备保障信息网络身份认证方案无法抵抗正在崛起的量子计算机攻击及认证效率较低的问题,基于新的格密码理论,提出了装备保障信息网络在量子计算环境下安全且快速的身份认证方案。该方案采用理想格结构生成方案的主密钥,将装备... 针对当前装备保障信息网络身份认证方案无法抵抗正在崛起的量子计算机攻击及认证效率较低的问题,基于新的格密码理论,提出了装备保障信息网络在量子计算环境下安全且快速的身份认证方案。该方案采用理想格结构生成方案的主密钥,将装备身份信息输入到原像抽样函数中得出装备身份信息对应的认证密钥,利用无陷门的采样技术产生出装备的认证信息。结果表明:该方案在理想小整数解问题困难性假设的条件下,达到了适应性选择身份和选择消息攻击下的不可伪造性安全;在保证安全的前提下,该方案在达到相同的安全等级水平时在认证速率和验证速率方面均高于传统基于RSA和ECC的认证方案。 展开更多
关键词 装备保障信息网络 量子计算机 格密码理论 身份认证
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量子计算机的进展与方向 预览
8
作者 邓智铭 《数字技术与应用》 2018年第4期232-233,共2页
量子计算机与传统计算机相比在速度快与节省材料的同时能够解决传统计算机难以解决的数学问题.目前,许多国家以及互联网巨头公司纷纷努力致力于量子计算机的研究与开发,试图打开计算机世界的新局面.本文综述了量子计算机目前的研究进展... 量子计算机与传统计算机相比在速度快与节省材料的同时能够解决传统计算机难以解决的数学问题.目前,许多国家以及互联网巨头公司纷纷努力致力于量子计算机的研究与开发,试图打开计算机世界的新局面.本文综述了量子计算机目前的研究进展,并对未来的发展方向进行分析。 展开更多
关键词 量子计算机 量子信息 进展 方向
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费恩曼与量子计算机 预览
9
作者 黄安平 张新江 +1 位作者 王文玲 肖志松 《大学物理》 2018年第5期14-15,18共3页
介绍了费恩曼对计算机科学的思考、 费恩曼量子计算机理论以及北航在量子信息领域的研究.费恩曼曾做过一系列关于量子计算机科学的演讲, 提出通过量子机制可在原子尺度上实现通用计算机, 开创了量子计算机和纳米科技等领域.
关键词 费恩曼 量子计算机
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基于多变量公钥密码体制的门限环签名方案
10
作者 郭秋玲 向宏 +2 位作者 蔡斌 桑军 向涛 《密码学报》 CSCD 2018年第2期140-150,共11页
多变量公钥密码是后量子密码的主要候选者之一.目前,大多数多变量公钥密码的加密方案都存在安全性问题,但有很多安全且高效的签名方案.不过,人们对具有特殊性质的多变量公钥密码签名方案的研究并不多,比如门限环签名、盲签名、群签名等.... 多变量公钥密码是后量子密码的主要候选者之一.目前,大多数多变量公钥密码的加密方案都存在安全性问题,但有很多安全且高效的签名方案.不过,人们对具有特殊性质的多变量公钥密码签名方案的研究并不多,比如门限环签名、盲签名、群签名等.2011年,Shangping Wang等人首次提出了基于多变量公钥密码体制的环签名方案,该方案具有较高的效率.门限环签名确保了一个群体中至少有t个成员参与了签名,又不泄露签名者的身份.本文结合Shangping Wang等人提出的环签名方案的特点,提出一个基于多变量公钥密码体制的门限环签名方案.该方案利用公平划分思想,对一个环进行重复划分,每次划分成t个互斥的子环,形成一个(n,t)-完全划分系统.签名时,先计算各个子环的签名,再将这些签名连接起来,形成一个类环机制.本文所提出的方案是一个关于多变量双极系统的门限环签名方案,该方案可以抵抗量子计算机的攻击.经过分析,新方案满足门限环签名的正确性、匿名性要求.同时,在已知的关于多变量公钥密码的攻击下,新方案具备不可伪造性. 展开更多
关键词 多变量公钥密码 门限环签名 量子计算机
2017年信息科学热点回眸 被引量:1
11
作者 万赟 《科技导报》 CSCD 北大核心 2018年第1期91-97,共7页
回顾2017年信息科学的热点:加强学习算法在人工智能领域的应用取得显著效果,量子计算机的竞争已经进入到50量子比特阶段,智能家庭进一步大众化,机器人仿真技术更加成熟。同时2017年信息科学领域也出现了很多挑战,例如:人工智能算法不... 回顾2017年信息科学的热点:加强学习算法在人工智能领域的应用取得显著效果,量子计算机的竞争已经进入到50量子比特阶段,智能家庭进一步大众化,机器人仿真技术更加成熟。同时2017年信息科学领域也出现了很多挑战,例如:人工智能算法不可避免地受到历史数据所暗藏的人类偏见的影响,互联网假新闻影响到了美国大选,比特币呈现泡沫化升值,威胁计算机用户的勒索病毒也愈演愈烈。 展开更多
关键词 人工智能 量子计算机 比特币 勒索病毒
全球量子信息技术最新进展及对中国的启示 预览 被引量:2
12
作者 高芳 徐峰 《中国科技论坛》 CSSCI 北大核心 2017年第6期164-170,共7页
当前,量子信息技术成为全球一大热点 .本文对量子信息技术领域的S C I论文和Innography专利 数据进行统计分析,梳理了近期美国、欧盟、英国、韩国和日本推进量子信息技术发展的重大举措,总 结提出中国量子信息技术在2010年后已具备一定... 当前,量子信息技术成为全球一大热点 .本文对量子信息技术领域的S C I论文和Innography专利 数据进行统计分析,梳理了近期美国、欧盟、英国、韩国和日本推进量子信息技术发展的重大举措,总 结提出中国量子信息技术在2010年后已具备一定的竞争优势,同时在制定国家量子信息技术路线图、多 层次协同攻克关键技术、发挥企业主导作用以及加强国际合作参与国际标准制定等方面得到几点启示 . 展开更多
关键词 量子信息技术 量子通信 量子计算机 技术路线图 文献分析
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量子计算机的发展现状与趋势 预览
13
作者 雷波 《信息与电脑》 2017年第16期30-31,共2页
量子计算机由于具有超高的计算水平,能够计算很多的数学难题以及拥有处理大量信息的能力,所以很多国家致力于这方面的研究。量子计算机具有新型计算机所没有的计算程序。笔者分析了目前量子计算机的发展状况,并且预测了其发展趋势。
关键词 量子计算机 量子信息 人工智能
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通用的辅助量子计算 预览
14
作者 周旭 谭晓青 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2017年第11期2000-2005,共6页
设计了一个通用的辅助量子计算协议。该协议的客户端Alice仅拥有经典计算机或有限的量子技术,这些资源不足以让Alice做通用量子计算,因此Alice需要把她的量子计算任务委派给远程的量子服务器Bob。Bob拥有充分成熟的量子计算机,并会诚实... 设计了一个通用的辅助量子计算协议。该协议的客户端Alice仅拥有经典计算机或有限的量子技术,这些资源不足以让Alice做通用量子计算,因此Alice需要把她的量子计算任务委派给远程的量子服务器Bob。Bob拥有充分成熟的量子计算机,并会诚实地帮助Alice执行委派的量子计算任务,但他却得不到Alice的任何输入、输出信息。该协议只要求Alice能发送量子态和执行Pauli门操作,协议具有通用性、半盲性、正确性和可验证性。 展开更多
关键词 辅助量子计算 量子计算机 半盲性 通用性 可验证性
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密文明文长度比可变的多变量公钥加密方案 被引量:2
15
作者 向宏 李思遥 蔡斌 《重庆大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第7期37-42,共6页
多变量公钥密码体系是一种能保证后量子通信安全的重要方法。现今,能投入到实际应用、高效且安全的多变量公钥签名方案有很多,加密方案却很少。2013年后量子密码会议上,Tao等人提出了简单矩阵加密方案。该方案在保证安全性的前提下,具... 多变量公钥密码体系是一种能保证后量子通信安全的重要方法。现今,能投入到实际应用、高效且安全的多变量公钥签名方案有很多,加密方案却很少。2013年后量子密码会议上,Tao等人提出了简单矩阵加密方案。该方案在保证安全性的前提下,具有较高的效率,但该方案的密文明文长度比固定为2。针对这一情况,对简单矩阵加密方案进行改进,提出Cubic AB加密方案。在该方案中,矩阵A的各元素由随机二次多项式构成;并选用一个扁长的矩阵来取代原方案中的B、C矩阵。使得该方案在能抵抗秩攻击的同时,密文明文长度比能灵活改变。并且随着安全性的提高,密文明文长度会相应减小,解密过程也随之加快。 展开更多
关键词 公钥密码体系 量子计算 多变量公钥密码体系 加密方案
量子计算机体系结构及展望 预览
16
作者 韩晨曦 韩连洋 《计算机与网络》 2017年第22期64-67,共4页
体系结构直接影响着量子计算机的计算效能,对量子计算机的构成及实现方式进行了介绍,重点分析了能够提高量子计算机容错能力的3种量子计算机体系结构,主要包括簇态结构、分层结构和基于FGPA的结构,对量子计算机未来的研究重点进行了展望。
关键词 量子计算机 体系结构 簇态 纠缠态
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量子点荧光印迹传感器的计算机模拟设计、制备及检测河水中4-硝基苯酚的应用 预览
17
作者 徐婉珍 邱春孝 +2 位作者 黄卫红 刘鸿 杨文明 《高等学校化学学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1155-1162,共8页
将量子点的荧光特性、表面分子印迹技术与计算机模拟技术相结合,分别以碲化镉、4-硝基苯酚、3-氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯作为量子点、模板分子、功能单体和交联剂,制得具有荧光特性的分子印迹聚合物.对其结构、形貌、荧光性能... 将量子点的荧光特性、表面分子印迹技术与计算机模拟技术相结合,分别以碲化镉、4-硝基苯酚、3-氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯作为量子点、模板分子、功能单体和交联剂,制得具有荧光特性的分子印迹聚合物.对其结构、形貌、荧光性能和选择性进行了表征,结果表明,该聚合物对4-硝基苯酚具有良好的选择性和灵敏度,线性范围为1.0~80 nmol/m L,检出限为0.05 nmol/m L.将制备的量子点荧光印迹聚合物作为传感器,应用于河水中4-硝基苯酚的测定,加标回收率为98.6%~101.2%,相对标准偏差最高为1.37%. 展开更多
关键词 4-硝基苯酚 荧光探针 分子印迹 量子点 计算机模拟
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量子计算机发展趋势研究 预览
18
作者 林红帆 《数字技术与应用》 2017年第12期223-224,共2页
本文论述了量子计算机的基本特点与构成方式,阐述了量子计算机的主要功能,分析了当前量子计算机的发展现状,并提出了量子计算机的未来发展趋势。
关键词 量子计算机 现状 发展趋势
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通用量子计算机:理论、组成与实现 预览 被引量:4
19
作者 吴楠 宋方敏 LI Xiang-Dong 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期2429-2445,共17页
通用量子计算机是指可以在不改变量子计算机物理组成和基本体系结构的条件下针对所有可计算问题进行量子计算及其它量子信息处理的设备.通用量子计算机的研究和制造具有重要的理论和实际意义.要达成制造通用量子计算机的目标,需要在底... 通用量子计算机是指可以在不改变量子计算机物理组成和基本体系结构的条件下针对所有可计算问题进行量子计算及其它量子信息处理的设备.通用量子计算机的研究和制造具有重要的理论和实际意义.要达成制造通用量子计算机的目标,需要在底层量子物理设备、量子计算机体系结构、量子资源调度和上层量子程序设计语言、量子算法及量子应用软件等多方面进行努力.文中结合国内外在上述各方面研究的最新进展以及作者自身的研究结果,从计算机系统的角度为通用量子计算机的研究和制造绘制一幅蓝图,并详细阐述了其中的困难与努力方向. 展开更多
关键词 量子计算 量子计算机 体系结构 量子信息 量子程序设计语言 量子算法 物理实现
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格上的异构签密 预览 被引量:4
20
作者 路秀华 温巧燕 王励成 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期458-462,共5页
现存的类型1异构签密方案,安全性都基于传统的数论假设,因此无法抵抗量子计算机的攻击。针对这个问题,以抗量子攻击的格中困难问题——带错学习问题和非齐次小整数解问题为基础,运用格上签密方案的构造方法,结合格上固定维数的格... 现存的类型1异构签密方案,安全性都基于传统的数论假设,因此无法抵抗量子计算机的攻击。针对这个问题,以抗量子攻击的格中困难问题——带错学习问题和非齐次小整数解问题为基础,运用格上签密方案的构造方法,结合格上固定维数的格基代理技术,构造了第一个格上的异构签密方案,并证明了该方案的正确性和安全性。该方案实现了异构签密方案的抗量子攻击属性,为PKI系统到身份密码系统的抗量子攻击的安全信息传输提供了理论支撑。 展开更多
关键词 固定维数 异构签密 格基密码 格基代理 量子计算机
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