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量子时代的信息安全
整个全球安全基础设施基本上依赖于 20 世纪 70 年代末设想的公钥加密模型（用于执行密钥分发）和使用快速对称密码（用于执行加密）的组合 [1–4]。在这种背景下，RSA 无处不在，但其有效性和安全性仅依赖于计算难度假设。换句话说，足够强大的计算设备可能会构成威胁。事实证明，量子计算机开始受到广泛关注，部分原因就在于此。Shor 算法 [5] 可以及时破解 RSA，这是我们今天拥有的即使是最强大的超级计算机也绝对无法做到的。虽然目前，现有的量子计算机还不够先进，无法针对 RSA 使用的那些大参数运行 Shor 算法，但威胁是真实存在的、不可避免的，因此必须加以解决。对称密码（例如 AES）在一定程度上容易受到 Grover 算法的攻击 [6]，这是量子信息领域的一项基本成果，可以加速暴力攻击，将密钥的安全性降低至其长度的一半，这意味着在运行 Grover 算法的量子计算机面前，256 位密钥的安全性相当于 128 位密钥的安全性 [7–9]。在这里，我们重点介绍 Grover 算法的工作原理，并分析了在 IBM 的 Quantum Experience 平台上实现该算法的一些结果，源代码见清单 1。
5G经济在19-19时代的ERA
Covid-19引起的社会和经济动荡引起了人们对5G在大流行世界中的作用的疑问。的确，通过努力遏制Covid-19引起的隔离已经强调了通信技术在保持社交网络连接和经济体系具有弹性的重要性。ihs Markit期望5G（以及可能会从中流动的产品，服务和经验）的持续和加深部署，从根本上支持，并使大流行世界的紧急要求具有连通性，灵活性和弹性。这将鼓励以资本支出（CAPEX）和研发（R＆D）形式对5G技术进行持续投资，这些投资将建立通信基础设施，以改变行业如何在本地和全球层面上实现价值。
组学时代的可持续农业
粮食生产面临的挑战 全球人口已高达78亿，预计到2055年将超过100亿（ https://countrymeters.info/cn/World ）。如此迅速的人口增长对粮食供应提出了巨大挑战。一方面，需要更多的谷物来提供人类的基本热量。另一方面，生活水平的提高导致饮食习惯发生变化，牲畜和奶制品的平均消费量更高，尤其是在发展中国家。因此，需要提高农作物产量来填补粮食生产和需求之间的缺口。同时，为了适应工业化的现代生活，食物的营养价值越来越受到关注。全球气候变化导致的粮食生产的不稳定性是另一大挑战。自1880年以来，地球温度上升了一度以上（ https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/global-temperatures ），近几十年来变暖速度越来越快，高温、干旱、洪水等极端气候变化更加频繁。这就要求未来的作物能够适应这种新的、不可预测的环境。由于植物病虫害预计会受到气候变化的影响，因此也需要能够抵抗生物胁迫的作物品种。更重要的是，我们需要一个能够同时满足社会需求和长期发展的粮食生产系统。自20世纪60年代绿色革命以来，农业严重依赖高氮和高农药投入。这导致了环境污染，从长远来看是不可持续的。因此，迫切需要一种新的育种方案来实现可持续农业；包括开发具有高产量潜力、高产量稳定性和优良谷物质量和营养的品种和作物的新策略；然而，出于保护环境的目的，也应考虑减少水、肥料和化学品的消耗。
疫苗的新时代：“纳米疫苗学”
摘要。疫苗接种是预防传染病最有效的方法，也是医学上最重大的成功之一。疫苗开发不断发展；因此，候选疫苗的数量正在逐步增加。然而，大多数新的潜在疫苗都具有较低的免疫原性，无法刺激强大而持久的免疫反应。因此，为了获得现代有效的疫苗，我们需要佐剂和创新的递送系统来增加其免疫原性。纳米技术在疫苗学中的应用为克服这些困难和开发有效疫苗提供了机会。特别是，用作疫苗成分载体的纳米颗粒能够增强宿主的免疫反应，并且由于其尺寸，能够到达特定的细胞区域。迄今为止，已有一定数量的纳米疫苗被批准用于人类健康，许多疫苗正在临床试验或临床前试验中进行研究。有几种类型的纳米颗粒被认为是疫苗抗原的可能载体。这些基于纳米颗粒的合成递送系统的尺寸范围为 20-200 纳米，可保护抗原免于降解，增强其呈递能力并促进其被专业抗原呈递细胞吸收。病毒样颗粒、自组装蛋白、胶束、脂质体、无机纳米颗粒和聚合物是这些系统中研究最多的。在本综述中，我们概述了纳米颗粒的不同类型、合成方法、特性、性质及其在疫苗生产中的应用。
量子计算时代的网络安全
量子计算是计算的未来，有望大幅提高处理能力；然而，它对现有的网络安全模式构成了威胁。经典加密技术，尤其是基于公钥加密的技术，在量子算法（如 Shor 算法）面前是不安全的，其中 RSA 和 ECC 等典型加密方案的使用将受到威胁。虽然在构建和开发量子计算机方面已经取得了大量研究成果，但后量子密码学 (PQC) 的重要性却变得更加突出。本文试图研究量子技术对当前加密方法构成的威胁以及正在研究的应对措施。我们这样做是为了评估量子计算的现状及其对数据安全的影响，以及学术和政府机构以及商业企业在开发抗量子密码学方面所做的工作。此外，本文概述了最有前途的后量子密码技术，包括格密码、基于哈希的签名、基于代码的密码系统和密码协议，这些技术正在被视为下一代密码协议。它还解决了与向后量子密码系统迁移相关的问题，包括标准化问题、兼容性问题和新算法的增长问题。此外，还提供了关于量子准备概念和及时实施网络防御计划以保护敏感数据和关键基础设施免受量子风险的规范性建议。最后，本文为开始向后量子领域过渡的组织提供了建议，包括使用混合密码系统和促进全球范围内对抗量子技术威胁的合作。关键词：量子计算机、网络安全、后量子密码、加密、肖尔算法、格密码、基于哈希的签名、基于代码的密码、密码协议、数据保护、量子威胁、混合密码解决方案、数字安全和安全量子-
1 中国经济史...
1 我非常感谢 Jacob Moscona 和 Nathan Nunn 的想法和观点。我在这里的思考很大程度上受到我与 Leander Heldring 和 Soeren Henn 的联合研究计划的影响。当然，以上任何一方都不应对我在这里表达的任何观点负责。
电气时代的电网可靠性
美国已将维持电力供应的责任委托给一个名为北美电力可靠性委员会 (NERC) 的自律组织。尽管 NERC 是行业主导治理的重要典范，并且监管着与我们的经济和人类基本生存息息相关的领域，但这个不同寻常的机构却很少受到政策制定者和学者的关注。这种关注早就应该得到重视了。要实现经济脱碳，美国必须进入一个新的“电力时代”，让许多行业转向依靠电力运行，同时也要改造电力系统本身，使其主要依靠清洁但间歇性的可再生资源运行。这些新资源要求采用新的电网可靠性方法，而 NERC 未能充分采用这些方法。