Electronics:专题研讨会—量子信息前沿技术 | MDPI Seminar
发表时间:2024-05-08 阅读量:574
量子信息科学是一门结合了量子力学和信息科学的交叉学科,在信息快速发展的时代,其为我们提供了相较于经典信息科学更高效、更安全的信息处理范式,同时促进了人们深入理解量子世界的本质。
本期研讨会将聚焦于量子信息科学的最新进展,包括量子纠缠、量子算法和量子密码学三个重要领域的深入研究。Electronics 期刊非常荣幸地邀请到清华大学的马雄峰教授主持本场研讨会,为大家带来三场专题报告。
北京理工大学的尹璋琦教授将探讨量子纠缠的历史和基于时序叠加的新型量子算法,展示如何通过光学实验验证量子纠缠的历史,并提出改进的GHZ检验。复旦大学的周游副研究员则将介绍最小Clifford Shadow估计方法,此方法通过相互无偏基矢 (MUB) 较大地简化了量子系统的全局属性测量。最后,中国科学院计算技术研究所的周泓伊助理研究员将讨论一种新的数值框架,用于分析量子密码学的安全性,该框架能够针对一般攻击进行有限尺寸的安全分析,突破传统假设的限制。这三场报告不仅体现了量子信息领域的理论深度,也对实际应用具有重要意义。
观看通道
小鹅通直播间
https://dbofi.xetlk.com/sl/31zVAH
MDPI开放科学视频号
特邀主持
马雄峰 教授
清华大学
清华大学交叉信息研究院教授。2003年北京大学物理学院本科毕业后赴加拿大多伦多大学攻读博士学位,2008年获得博士学位,2012年到清华工作。主要从事量子密码学,量子信息基础和量子计算等方面的研究工作。在产业应用方面,参与制定了多项国内外量子信息技术相关标准。马雄峰于2019年入选“长江学者”计划,并于2023年入选APS Fellow。
主讲嘉宾
尹璋琦 教授
北京理工大学
北京理工大学物理学院量子技术研究中心教授,入选国家级青年人才计划。1999年到2009年,在西安交通大学应用物理系学习,先后获物理学学士,硕士和博士学位。2007至2009年在美国密歇根大学公派联合培养。2010到2019年先后在中科院武汉物理与数学研究所、中国科学技术大学和清华大学工作,2019年调入北京理工大学。研究兴趣为量子计算与量子精密测量,宏观系统量子效应等,发表论文八十余篇,被引用3900余次。曾获“2007年中国百篇最具影响力国际学术论文 ”,2015年陕西省科学技术一等奖。任Chip编委。
报告题目:
量子纠缠历史与时序叠加量子算法
很多我们感兴趣的物理量,都与系统的演化历史有关。基于量子力学一致历史诠释可定义历史态,进而定义历史态的量子纠缠。该课题组设计了纠缠历史的GHZ检验,可以区分经典的历史与量子纠缠的历史。通过光学实验验证了量子纠缠历史的存在,并进一步从理论上把GHZ检验推广到任意多个时间点。另一方面,对量子系统的操作时序也可以处于量子叠加态,乃至存在量子纠缠,课题组基于时序叠加设计了新型量子算法,可高效解决量子计算中经典的Deutsch问题。研究人员也通过光学实验验证了算法具有很高的可靠性与很好的扩展性。
周游 副研究员
复旦大学
复旦大学信息科学与工程学院、电磁波信息科学教育部重点实验室青年副研究员,研究领域是量子信息与量子计算。2014年本科毕业于浙江大学信电系,2019年清华大学交叉院获博士学位,曾在哈佛大学、南洋理工大学从事博士后研究。研究兴趣包括量子纠缠与关联、量子系统标定与错误抑制,量子模拟算法等,已在PRL,npj-QI,Quantum等期刊发表学术论文20余篇。
报告题目:
Minimal Clifford Shadow Estimation by Mutually Unbiased Bases
Predicting properties of large-scale quantum systems is crucial for the development of quantum science and technology. Shadow estimation is an efficient method for this task based on randomized measurements, where many-qubit random Clifford circuits are used for estimating global properties like quantum fidelity. Here we introduce the minimal Clifford measurement (MCM) to reduce the number of possible random circuits to the minimum, while keeping the effective post-processing channel in shadow estimation. In particular, we show that MCM requires 2^n+1 distinct Clifford circuits, and it can be realized by Mutually Unbiased Bases (MUB), with n as the total qubit number. By applying the Z-Tableau formalism, this ensemble of circuits can be synthesized to the -S-CZ-H- structure, which can be decomposed to 2n-1 fixed circuit modules, and the total circuit depth is at most n+1. Compared to the original Clifford measurements, our MCM significantly reduces the circuit complexity and the compilation costs. In addition, we find the sampling advantage of MCM on estimating off-diagonal operators, and extend this observation to the biased-MCM scheme to enhance the sampling improvement further.
周泓伊 助理研究员
中科院计算所
中国科学院计算技术研究所 (简称计算所) 助理研究员,2019年毕业于清华大学交叉信息研究院,2019-2021在东京大学应用物理系任博士后研究员,2021年加入计算所。自2021年回国以来,主要从事于量子算法和量子密码学的研究。在国内外学术期刊如Physical Review X,Physical Review Letters,Nature Communication,npj Quantum Information等期刊发表论文20余篇。在量子密码和量子算法方向已申请专利20余项,其中10项专利已授权。谷歌总引1500余次,H-index为15。
报告题目:
Numerical Framework for Security Analysis of Quantum Cryptography
Quantum cryptography is one of the most widely applied research fields in quantum information science. It includes two main branches, quantum key distribution and quantum random number generation. The central task in the studies of quantum cryptography is to prove the security regardless of the eavesdropper's computational power. In literature, the security analysis has been done both analytically and numerically. Compared to analytical methods which tend to require techniques specific to quantum cryptography protocols, numerical ones are more general since they can be directly applied to general protocols with little adaptation. However, current numerical methods are carried out based on some assumptions such as working in the asymptotic limit and collective attacks from eavesdroppers. In this talk, I will introduce how to remove these assumptions and develop a numerical finite-size security analysis framework against general attacks.
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主办机构
合作单位
Electronics 期刊介绍
主编:Flavio Canavero, Politecnico di Torino, Italy
期刊涵盖的研究包括但不限于以下领域:电子材料、微电子学、光电子学、工业电子、电力电子、生物电子、微波和无线通信、计算机科学与工程、系统与控制工程、电路和信号处理、半导体器件、人工智能、电动和自动驾驶汽车、量子电子等。期刊致力于快速发表与广泛电子领域相关的、最新的技术突破以及前沿发展。
2022 Impact Factor |
2.9 |
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2022 CiteScore |
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Time to First Decision |
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Acceptance to Publication |
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