13 讲座 13:经典密码学和量子密码学 57 13.1 经典密码学主题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... ................................................................................................................................................................... 62 13.4.1 BB84 协议 ....................................................................................................................................................................... 62
2018年诺贝尔化学奖授予弗朗西斯·阿诺德(Frances Arnold),强调了工程学的显着趋势:现在是可行的,甚至是必不可少的,即使用自动化的甲基元素来增强人类的设计和创造力。 今天的设计的规模和复杂性增加了,以至于人类无法再理解设计空间或考虑所有合理的能力。 突破这种设计障碍是在许多工程领域中削减的重要挑战。 Arnold使用定向进化来设计具有改进和新功能的酶。 定向演化通过随机突变产生变化,并根据指定的设计目标选择变化并扩增变化(例如,催化有用的反应)。 人类专家定义了问题,并且自动化的进化执行搜索,通常会找到比人类专家设计的更好的解决方案。 进化计算(EC)旨在在计算框架中利用这一过程。 ec与诸如深度学习之类的机器学习方法明显不同,这些方法学习了正确答案的现象的预测模型。 相比之下,EC通过迭代地应用突变,重组和选择对数字个体的种群创建新的解决方案(图 1)。 这些方法(遗传编程4和进化策略5)已被应用于需要工程和科学创造力6 - 9的各种问题。 除了这些实际应用之外,EC拥有2018年诺贝尔化学奖授予弗朗西斯·阿诺德(Frances Arnold),强调了工程学的显着趋势:现在是可行的,甚至是必不可少的,即使用自动化的甲基元素来增强人类的设计和创造力。今天的设计的规模和复杂性增加了,以至于人类无法再理解设计空间或考虑所有合理的能力。突破这种设计障碍是在许多工程领域中削减的重要挑战。Arnold使用定向进化来设计具有改进和新功能的酶。定向演化通过随机突变产生变化,并根据指定的设计目标选择变化并扩增变化(例如,催化有用的反应)。人类专家定义了问题,并且自动化的进化执行搜索,通常会找到比人类专家设计的更好的解决方案。进化计算(EC)旨在在计算框架中利用这一过程。ec与诸如深度学习之类的机器学习方法明显不同,这些方法学习了正确答案的现象的预测模型。相比之下,EC通过迭代地应用突变,重组和选择对数字个体的种群创建新的解决方案(图1)。这些方法(遗传编程4和进化策略5)已被应用于需要工程和科学创造力6 - 9的各种问题。除了这些实际应用之外,EC拥有鉴于最近已获得的计算能力和数据(超过二十年前的数百万次)现在是实用的,可以模拟现实世界中的程序并进化与它们交互的工程系统的解决方案。示例包括:为农业的模拟和设计增长食谱,违反直觉但表现优于人类10,设计了改进的疾病和伤害的治疗方法11、12,造成机器人和车辆的造成的机器人和车辆,其中人为设计的控制效率不得,效率不足14,并为机器和化学工艺创造了改进的设计。
σ -1 1 aℓσ -1 1 a =aℓσ -1 1 1 a s -1 1 s -1 1 s -1 1 b s -1 b s -1 1 b = b = bℓ= bℓσ -1 1 1 bℓσ -1 bℓσ -1 1σ11 1 1 aℓσ -1 1 aℓσ -1 1 a 1 a 1 1 a s 1 1
1. 需要一个具有良好特征的量子比特的可扩展物理系统。量子比特只是一个量子两能级系统,就像自旋为 1/2 粒子的两个自旋态,原子的基态和激发态,或单个光子的垂直和水平极化。量子比特状态的通用符号将一个状态表示为 | 0 ⟩,将另一个状态表示为 | 1 ⟩ 。量子比特与比特之间的本质区别是,根据量子力学定律,单个量子比特的允许状态填满一个二维复向量空间;一般状态写为 a | 0 ⟩ + b | 1 ⟩ ,其中 a 和 b 为复数,通常采用规范化约定 | a | 2 + | b | 2 = 1 。两个量子比特的一般状态 a | 00 ⟩ + b | 01 ⟩ + c | 10 ⟩ + d | 11 ⟩ 是一个四维向量,两个系统的每个可区分状态对应一个维度。这些状态一般是纠缠的,这意味着它们不能写成两个单独量子比特状态的乘积。n 个量子比特的一般状态由 2 n 维复向量指定
4.12如果任何DIC未能根据规定的时间范围内提交数据,则IA/ RLDC应通过从其他替代来源获取此类信息来准备基本网络。替代来源可以是NLDC SCADA/ SEM数据/最新更新的基本案例/最新的TTC-ATC基本案例,适用于相应的计费期。4.13如果缺少网络数据的一部分,则根据可用的数据和/或引用Power System研究中发布的标准,例如CEA传输计划标准。4.14 RLDCs shall furnish the prepared basic network to IA in order to further prepare all India basic network for computation of ISTS charges and losses for each billing period by 12 th day of each month following the billing period 4.15 IA shall prepare the all India basic network and shall be made available to all DICs on 15 th day of each month following the billing period for review and comment, if any, for 2 days, in order to finalize the all India basic network to be used for the计算期的计算。
在图 1 中,模拟量子测量(蓝色)与最佳量子预测(绿色)几乎完全一致。我们根据此模拟量子测量数据(黄色)拟合了一条曲线,这条曲线几乎掩盖了最佳量子预测。曲线拟合参数与理论值高度一致 - 此实验的 RMSE(均方根误差)值约为 0.0066,R 平方值为 0.9982。我们的结果也支持了我们的假设,即使用量子测量的成功概率通常优于使用经典测量的成功概率。我们的经典测量(红色)总是比模拟量子测量的结果更差。我们使用 IBM Q Experience 量子计算机的结果不确定。我们只能使用这台真正的量子计算机测量三个数据点,并且每个数据点的对应关系都不太完美。
3. 前机器是非自治动力系统 [5]。一些前机器程序可以增加其程序复杂度,而对表示前机器程序所需的最小位数没有任何上限。这是一个至关重要的见解,因为停机问题的信息论证明的矛盾取决于图灵机的程序复杂度保持不变。通过研究 [2] 中的第 362-363 页或 [3] 可以轻松看到这一点。前机器的这一特性使它们能够规避 [2] 第 362-363 页证明中的矛盾。非自治动力系统表现出更有趣/更复杂的动态行为。当拓扑空间是连续体时,非自治系统肯定会表现出更复杂的行为。请参阅 [5] 中的第 2 章,标题为“非自治系统中周期点的不稳定性”,位于网页 https://www.aemea.org/msf.html 的底部附近。(单击稳定性:24-31 和稳定性:32-37。)
相互作用系统通常以它们的基态和低能激发的特性为特征。例如,在自旋系统中,低能激发的特性将海森堡模型与伊辛或 XY 模型区分开来,即使基态可能相似。在量子材料中,可以通过仔细分类它们的激发来区分各种各样的有间隙系统(由电荷密度波、强关联或超导引起)。低能激发的特性因材料所表现出的物理行为而异。考虑一个绝缘体,其低能行为可以用相互作用的自旋很好地描述。它将表现出与金属费米液体不同的低能激发,而金属费米液体的低能行为可以用电子准粒子很好地描述。此外,不同的探针(如光导率、中子散射或光发射)可以探测系统的不同方面。举一个具体的例子,我们来看看 Fe 基超导体 FeSe 的低能激发。这些激发既可以从自旋(中子)1 的角度观察,也可以从电荷(光学)2 的角度观察。这两种方法都可以提供有关该材料的互补信息。有些多体相互作用系统可以通过分析确定其光谱。在自旋系统中(如 XY 模型),Holstein-Primakoff 3 或 Jordan-Wigner 4 变换会将系统转换为可以立即确定激发光谱的形式。这是因为自旋系统的激发实际上具有费米子特性,而从原始自旋图像中提取这种特性很麻烦。另一种方法是猜测波函数,然后获得激发,例如在 BCS 理论 5 中
摘要。在安全多方计算的设置中,一组政党希望共同计算其输入的某些功能。这样的计算必须保留某些安全属性,例如隐私和正确性,即使某些参与方或外部副本犯罪以攻击诚实当事方。在本文之前,所有用于一般安全计算的协议都假定当事方可以通过身份验证的渠道可靠地沟通。在本文中,我们考虑了安全计算的可行性,而无需任何设置假设。我们考虑了一个完全未经身分的设置,当事方发送的所有消息都可以被广告范围的人篡改和修改(没有诚实的当事方无法检测到这一事实)。在此模型中,无法达到与身份验证通道设置相同的安全级别。尽管如此,我们表明可以提供有意义的安全保证。特别是,我们定义了放松的概念,即“安全地计算”一个函数的含义。然后,我们构建了用于安全实现独立模型中任何功能的协议,而没有任何设置假设。此外,我们构建了普遍组合的协议,以安全地实现常见参考字符串模型中的任何功能(而仍处于未经身份验证的网络中)。我们还表明,我们的协议可用于在概念上为过去分别研究的许多问题提供概念上的简单且统一的问题,包括基于密码的身份验证的密钥交换和不可兑现的承诺。