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使用量子置换垫在 IBMQ 系统中进行量子加密和解密
Maria Perepechaenko 和 Randy Kuang Quantropi Inc.，加拿大渥太华 电子邮件：maria.perepechaenko@quantropi.com；randy.kuang@quantropi.com 摘要 — 我们介绍了 Kuang 等人的量子排列垫 (QPP) 的功能实现，使用目前可用的国际商业机器 (IBM) 量子计算机上的 Qiskit 开发套件。对于此实现，我们使用一个带有 28 个 2 量子比特排列门的垫，可提供 128 位熵。在此实现中，我们将明文分成每块 2 位的块。每个这样的块一次加密一个。对于任何给定的明文块，都会创建一个量子电路，其中的量子位根据给定的明文 2 位块初始化。然后使用从 28 排列 QPP 垫中选择的 2 量子比特排列运算符对明文量子位进行操作。由于无法直接发送量子比特，因此密文量子比特通过经典信道进行测量并传输到解密方。解密可以在经典计算机或量子计算机上进行。解密使用逆量子置换垫和用于加密的相应置换门的 Hermitian 共轭。我们目前正在推进 QPP 的实施，以包括额外的安全性和效率步骤。索引术语 — 量子通信、量子加密、量子解密、量子安全、安全通信、QPP、Qiskit、国际商业机器量子 (IBMQ)
利用一次性密码本深入研究量子计算中的状态泄漏缓解方法
摘要 — 近年来，用户通过云访问量子计算机的能力迅速提升。尽管现代量子计算机仍然是嘈杂的中型量子 (NISQ) 机器，但现在正被大量研究和初创公司积极采用。量子算法通常产生概率结果，需要重复执行才能产生所需的结果。为了使执行每次都从指定的基态开始，并且前一次执行的结果不会干扰后续执行的结果，必须在每次迭代之间执行重置机制以有效重置量子位。然而，由于量子计算机中的噪声和错误，特别是这些重置机制，嘈杂的重置操作可能会导致整个计算中的系统性错误，以及信息泄露的潜在安全和隐私漏洞。为了解决这个问题，我们彻底研究了量子计算中的状态泄漏问题，然后提出了一种解决方案，即在重置机制之前使用经典和量子一次性密码本来防止状态泄漏，其工作原理是随机地为电路的每次执行应用简单的门。此外，本研究还探讨了使用资源较少的经典一次性密码本足以防止状态泄漏的条件。最后，我们通过评估不同门、测量和采样误差水平下的泄漏程度，研究了各种错误在状态泄漏中的作用。我们的研究结果为复位机制和安全量子计算系统的设计提供了新的视角。
虚拟着陆台：在视觉环境恶化的情况下促进旋翼机着陆操作
摘要 旋翼机运行的安全性受当地天气条件的显著影响，尤其是在悬停和着陆等关键飞行阶段。尽管旋翼机具有操作灵活性，但此类飞机的事故比例明显高于固定翼飞机。操作旋翼机的一个关键风险时期是在视觉环境恶化的情况下运行，例如浓雾天气。在这种情况下，飞行员的工作量显著增加，他们的态势感知能力会受到极大阻碍。本研究考察了在清晰和模糊的视觉环境中运行时，通过使用平视显示器 (HUD) 向飞行员提供信息对感知工作量和态势感知的影响程度。结果表明，虽然 HUD 在清晰条件下对飞行员没有好处，但在模糊的视觉条件下运行时，飞行员的工作量会减少。总体结果表明，使用 HUD 可以减少在视觉环境较差的情况下飞行的困难。
虚拟着陆平台：在恶劣的视觉环境下促进旋翼机着陆操作
摘要 旋翼机的运行安全性受当地天气条件的显著影响，尤其是在飞行的关键阶段，包括悬停和着陆。尽管旋翼机具有操作灵活性，但此类飞机的事故比例明显高于固定翼飞机。旋翼机操作的关键风险时期是在视觉环境恶化的情况下，例如浓雾天气。在这种情况下，飞行员的工作量显著增加，他们的态势感知能力会受到极大阻碍。本研究考察了在清晰和模糊的视觉环境中操作时，通过使用平视显示器 (HUD) 向飞行员提供信息对感知工作量和态势感知的影响程度。结果表明，虽然 HUD 在清晰条件下对飞行员没有好处，但在模糊的视觉条件下操作时，飞行员的工作量会减少。总体结果表明，使用 HUD 可以减少在模糊的视觉环境中飞行的困难。
原发性过敏性疾病 (PAD)
原发性免疫缺陷或固有免疫错误 (IEI) 是由祖细胞造血细胞（免疫系统细胞由此产生）的单基因疾病引起的 [1]。它们是由免疫系统紊乱引起的，无论是自然（非特异性）免疫系统还是特异性免疫系统。根据国际免疫学会联合会于 2022 年发布的最新分类，已确认 485 种固有免疫错误，由于使用较新的基因组技术，这一数字正在迅速增加 [1]。根据潜在的免疫疾病，这些内在免疫错误分为 10 类 [1]。为了在临床层面上尽早识别这些疾病，杰弗里·莫德尔基金会医学顾问委员会制定了“原发性免疫缺陷的 10 个警告信号” [2]。其中两个或两个以上的情况引起强烈怀疑，需要进一步检测。这些警告信号主要集中在感染（感染数量增加、对标准抗生素反应不佳/困难的全身感染、机会性病原体感染）。然而，正如 2021 年 JACI [3] 的一篇出版物所发现的那样，不仅感染可能表明存在潜在的免疫缺陷。很多时候，免疫缺陷的首要和/或唯一表现可能是由免疫系统功能障碍（免疫失调）引起的，并表现为自身免疫、自身炎症、恶性肿瘤和/或过敏 [3,4]。 IEI 患者经常出现过敏性炎症以及其他形式的免疫失调。严重的过敏性炎症可能是遗传免疫疾病的唯一表现或最早的表现。原发性过敏性疾病（PAD）这个术语用于描述一组遗传性单基因过敏性疾病。到目前为止，在 485 种 IEI 单基因病因中，至少有 39 种是 PAD [5]。许多 PAD 都是最近才被描述的，其中约 50% 发生在过去十年，25% 发生在过去五年。现有的诊断指南可能不足以充分识别 PAD 中存在的遗传和表型复杂性。环境和宿主因素造成即使是患有相同遗传疾病的患者临床表现的异质性，从而导致不同的渗透力。外周动脉疾病 (PAD) 患者的个体特应性特征可能在其一生中发生变化，并且随着患者年龄的增长，可能会出现新的特应性特征。虽然穿透力和表现力
单量子比特垫（OQP）——基于基本纠缠的量子信息加密方案
((1)) 一百多年前，1917 年，吉尔伯特·弗纳姆发明并申请了加法多表流密码的专利，即弗纳姆密码 [1]。弗纳姆发明并在他的专利中描述了一种电传打字机加密器，其中预先准备好的密钥保存在纸带上，逐个字符地与消息组合以对其进行加密。为了解密加密信息，必须使用相同的密钥，再次逐个字符组合，从而产生解密的消息。弗纳姆专利中描述的组合函数是 XOR 运算（布尔代数或二进制和模 2 的独家替代方案，本质上是经典逻辑控制非运算，即 CNOT 门，仅丢弃控制位并留下目标位以满足不可逆布尔代数要求），应用于用于对 Baudot 码 [2]（二进制编码的早期形式）中的字符进行编码的位（原始专利中的脉冲）。虽然 Vernam 在其专利技术描述中没有明确使用术语“XOR”，但他在继电器逻辑中实现了该操作。以下示例源自 Vernam 专利的描述，用 XOR 程序取代原始的电组合函数实现电传打印设备操作的逻辑：明文字符为“A”，在 Baudot 码中编码为“+ + −−− ”，密钥字符为“B”，编码为“+ −− + +”；当对明文“+ + −−− ”和密钥“+ −− + +”进行 XOR（仅当两个输入为真和假时才返回真的逻辑运算）时，得到代码“− + − + +”，在 Baudot 中读取为“G”字符；除非知道使用的密钥是字符“B”，否则无法猜测字符“G”实际上解密为字符“A”；再次对“G”(“ − + − + +”)和“B”(“+ −− + +”)进行异或，得到鲍多码“+ + −−− ”，解密后为字符“A”。在现代广义表示中，Vernam 密码对经典信息位进行操作：0 或 1。任何经典信息都可以二进制编码为 0 和 1 的序列，这当然是绝大多数当代电子设备（包括计算机和网络）运行的信息架构。让我们考虑以下示例：一条消息“Hello”，编码（UTF8）为 M=0100100001100101011011000110110001101111（每个字符 8 位，一共 40 位）。如果使用随机（无意义）密钥，例如 K=1101010110110001011101011101 001000110100，则异或加密消息（M XOR K ）将显示为 E=1001110111010100000110011011111001011011，这也没有任何意义。如果密钥是真正随机且私密的，那么没有它就无法计算原始消息是什么。只有拥有密钥 K ，才能再次将加密消息 E 与密钥 K 按位异或，以返回原始消息 M 。((2)) 在专利授予 Vernam 几年后，Joseph Mauborgne（美国陆军通信兵团上尉）对 Vernam 的发明进行了修改，将密钥改为随机密钥。这两个想法结合在一起，实现了现在著名的一次性密码本 (OTP) 经典密码。仅仅 20 年后，同样在贝尔实验室工作的 Claude Shannon 在他现在奠定基础的信息论中正式证明了一次性密码本在正确使用随机密钥实现的情况下是牢不可破的（这些证明是在 1941 年二战期间完成的，并于 1949 年解密后公布 [3]）。在同一篇论文中，香农还证明了任何牢不可破的（即理论上安全的）系统都必须具有与一次性密码本基本相同的特性：密钥必须与消息一样长并且真正随机（这也意味着密钥永远不会被全部或部分重复使用并且必须保密）。美国国家安全局 (NSA) 称 Gilbert Vernam 的专利（该专利催生了一次性密码本概念）“可能是密码学历史上最重要的专利之一”[4]。最近，2011 年人们发现，一量子比特密码本实际上是在 1882 年 Frank Miller 授予 Gilbert Vernam 专利的 35 年前发明的。[ ? ]。!!!!!XXX refbellovin-otp-history：Bellovin，Steven。“Frank Miller：一次性密码本的发明者”(PDF)。哥伦比亚大学。2017 年 10 月 20 日检索。((3)) 自从这些定义信息论安全经典密码学（称为私钥或对称密码学）的发现以来，基本密码学思想并没有发生太大变化。OQP 的主要问题是密钥分发（以确保通信方拥有对称密钥）。 20 世纪 70 年代，人们转向了一种名为非对称密码学（或公钥密码学）的新范式。2011 年，人们发现 One-Qubit Pad 实际上早在 1882 年 Frank Miller 向 Gilbert Vernam 颁发专利之前 35 年就已发明。[ ? ]。!!!!!XXX refbellovin-otp-history：Bellovin，Steven。“Frank Miller：一次性密码本的发明者”（PDF）。哥伦比亚大学。2017 年 10 月 20 日检索。((3)) 自从这些定义信息论安全经典密码学（称为私钥或对称密码学）的发现以来，基本密码学思想并没有发生太大变化。OQP 的主要问题是密钥分发（以确保通信方拥有对称密钥）。在 20 世纪 70 年代，人们转向了一种称为非对称密码学（或公钥密码学）的新范式，2011 年，人们发现 One-Qubit Pad 实际上早在 1882 年 Frank Miller 向 Gilbert Vernam 颁发专利之前 35 年就已发明。[ ? ]。!!!!!XXX refbellovin-otp-history：Bellovin，Steven。“Frank Miller：一次性密码本的发明者”（PDF）。哥伦比亚大学。2017 年 10 月 20 日检索。((3)) 自从这些定义信息论安全经典密码学（称为私钥或对称密码学）的发现以来，基本密码学思想并没有发生太大变化。OQP 的主要问题是密钥分发（以确保通信方拥有对称密钥）。在 20 世纪 70 年代，人们转向了一种称为非对称密码学（或公钥密码学）的新范式，
海军和海军陆战队 CAD/PAD 事故调查支持团队工程调查和事故
• 21 财年共有 24 台 EI 被关闭； • 24 台中有 4 台从未归还，因未收到而关闭。o 丢失的所有四台设备都直接归因于武器站处理错误。可能的解决方案是开启 EI 资产的舰队归还。这将消除站内武器并大大加快 EI 处理时间。• 七台因无法开火或指示错误而被退回，并且全部通过了 Indian Head 的测试。• 五台因配置不正确而被关闭：我们联系了承包商进行更多监督。• 两台因打开时腐蚀而关闭，我们工厂的检查要求已更新。• 一台因潜在缺陷被退回给承包商。• 五台因维护错误而关闭。
Cu靶垫粗糙度和溶液流对生长模式的影响以及电气Cu膜中的空隙形成
摘要 - 研究了Cu靶垫粗糙度对来自两个不同CU浴的Electrols Cu的生长模式的影响，其浴A具有基于氰化物的基础，而Bath B Bath B Bath B Bath B Bath B Bath B Bath Bath Bate Bate Bate Bate Bate Base Base Base stobilizer System。两个浴室通常在PCB行业中使用。在BATH B的情况下，对于高于R A 5 300 nm高的平均目标垫粗糙度，观察到了两种生长模式。第一个模式是次级Cu下形态学的复制，而第二种模式则主要在底物晶体的暴露位点形成球形晶粒（Cu结节）。这些Cu结节通常具有与纳米类动物朝向其碱基的theefthed Electrolesscuthickness和Containa高密度相当的半径。相关的空隙形成似乎与弱盲菌中的CU/CU/CU互连相关。有趣的是，对于基于氰化物的浴A形成结节的趋势被广泛抑制，而基于氰化物的浴则是对目标垫粗糙度的nododule nodoul nodoul nodoup nodoup to y 5 1,000 nm。当研究溶液输送和交换时，很明显，较低的汇率会对电气cu的沉积产生负面影响，即使表现出的粗糙度值也可能表明，也可以预期具有不良结节和空隙的结果。
Fatma 等人，2023 年。“东方伊萨酵母中用于多拷贝基因整合的着陆垫系统。”代谢工程。DOI：10.1016/j.ymben.202
方法 • 开发了生物信息学流程来识别和确定全基因组基因间整合位点的优先顺序，并筛选了引导 RNA（gRNA）切割效率、基因盒整合效率、由此产生的细胞适应性和 GFP 表达水平的位点，• 构建了着陆垫系统以实现在一轮转化中多个基因或基因的多拷贝的整合，• 通过整合多个拷贝的 5-氨基乙酰丙酸合酶来产生 5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）和使用单个 gRNA 产生琥珀酸的生物合成途径，在 I. orientalis 中展示了该系统。