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基于受控量子隐形传态的可验证仲裁量子签名方案
自 1984 年 Bennett 和 Brassard[1]提出量子密钥分发 (QKD) 协议以来，量子密码学引起了广泛的关注。它的安全性由海森堡不确定性原理、量子不可克隆定理等量子力学原理保证。量子密码学可以提供无条件安全的优势，使得量子密码学的研究越来越重要。目前，量子密码学的许多重要分支已被发展起来，如量子密钥分发[2,3]、量子签名 (QS)[4–6]、量子隐形传态 (QT) [7]、量子认证 [8]、确定性安全量子通信 [9]。量子签名可用于验证发送者的身份和信息的完整性。仲裁量子签名 (AQS) 因具有许多优点而备受关注。2002 年，曾文胜等 [9] 在量子密码学中提出了一种基于仲裁的量子签名方案。 [ 10 ] 利用格林-霍恩-泽林格 (GHZ) 态和量子一次性密码本 (QOTP) 提出了第一个仲裁量子签名方案。该方案在经典仲裁数字签名的设计基础上，利用可信第三方仲裁员提供的在线签名为签名者和接收者提供重新验证服务。2008 年，Curty 和 Lutkenhaus [ 11 ] 研究了该方案 [ 10 ]，他们认为该方案描述不清楚，安全性分析不正确。针对 Curty 等人的争议，曾等人 [ 12 ] 更详细地证明了该方案 [ 10 ]。2009 年，为了降低协议的复杂度和提高效率 [ 10 ]，李等人 [ 12 ] 提出了一种仲裁量子签名方案 [ 10 ]。 [ 13 ] 提出了一种基于Bell态而非GHZ态的AQS方案，并证明了其在传输效率和低复杂度方面的优势。遗憾的是，2010年，Zou和Qiu [ 14 ] 认为李的AQS方案可以被接收方否认，并提出了利用公告板等不使用纠缠态的安全方案的AQS协议。他们的方案进一步简化了李等人的协议，并利用单粒子设计了可以抵抗接收方否认的改进AQS方案，从而降低了AQS的物理实现难度。然而，2011年，Gao等人[ 15 ] 首次从伪造和否认方面对先前的AQS方案进行了全面的密码分析。
量子隐形传态意味着对称保护的煵愀搀ⁱ...
我们利用局部性的见解来约束一类广泛的隐形传态协议。在我们考虑的“标准”隐形传态协议中，所有结果相关的幺正态都是以测量结果的线性函数为条件的泡利算子。我们发现所有这类协议都涉及准备一个“资源状态”，该状态表现出对称保护拓扑 (SPT) 序，具有阿贝尔保护对称 G k = ( Z 2 × Z 2 ) k 。通过测量本体中相应的 2 k 个弦序参数并应用结果相关的泡利算子，将 k 个逻辑状态在链的边缘之间隐形传态。因此，这一类非平凡的 SPT 状态对于 k 个量子比特的标准隐形传态既是必要的，也是充分的。我们用几个例子说明了这个结果，包括簇状态、其变体和非稳定器超图状态。
任意两量子比特量子控制隐形传态的实验实现
量子控制隐形传态是在第三方监督下进行的量子态传输。本文给出了一种任意两量子比特量子控制隐形传态方案的理论和实验结果，其中发送者Alice只需要进行两次贝尔态测量，而接收者Bob可以在监督者Charlie的控制下进行适当的幺正运算来重建任意两量子比特态。在IBM量子体验平台上验证了该方案的运行过程，并通过量子态层析成像进一步检查了传输量子态的准确性。同时，利用理论密度矩阵和实验密度矩阵获得了良好的保真度。引入光子态序列，分析了该方案可能遭受的拦截-替换-重发、拦截-测量-重发和纠缠-测量-重发攻击。结果证明了该方案是高度安全的。
物理导向数据增强，用于将深度模型传输到特定传感器
由于传感器特性变化导致训练阶段的运行时域偏移会导致基于深度学习的传感系统性能下降。为了解决这个问题，现有的迁移学习技术需要大量的目标域数据，并会产生高昂的部署后开销。与此不同，我们建议利用控制域偏移的第一原理来减少对目标域数据的需求。具体来说，我们提出的方法 PhyAug 使用第一原理，结合源传感器和目标传感器收集的少量标记或未标记数据对，将现有的源域训练数据转换为增强的目标域数据，以校准深度神经网络。在关键词识别和自动语音识别这两个音频传感案例研究中，PhyAug 使用从目标麦克风收集的 5 秒未标记数据将麦克风特性变化导致的识别准确度损失恢复了 37% 至 72%。在基于声学的房间识别案例研究中，PhyAug 将智能手机麦克风变化导致的识别准确度损失恢复了 33% 至 80%。在最后一个鱼眼图像识别案例研究中，PhyAug 将由于相机引起的扭曲而导致的图像识别错误减少了 72%。
单光纤通道 10 公里范围内的实时确定性量子隐形传态
摘要：利用在1550 nm处产生的EPR纠缠，在单个光纤信道上实验实现了实时确定性量子隐形传态。利用1342 nm激光束实时传输经典信息，同时作为同步光束，实现量子信息与经典信息的同步。通过优化在Alice站点建立的用于操纵EPR纠缠光束的有耗通道的传输效率，实验研究了保真度对光纤信道传输距离的依赖关系。确定性量子隐形传态的最大传输距离为10 km，保真度为0.51±0.01，高于经典隐形传态极限1/2。该工作为基于确定性量子隐形传态在光纤信道上建立城域量子网络提供了一种可行方案。
关于贝尔态、超密编码和量子隐形传态的几点注释
四个贝尔态 | φ + ⟩ 、 | ψ + ⟩ 、 | φ − ⟩ 和 | ψ − ⟩ 是正交的，因此可以通过量子测量区分。因此，在收到 Alice 的变换量子比特（EPR 对中她的一半）后，Bob 可以测量两个量子比特并恢复 b 0 b 1 。因此，一个量子比特携带两个经典信息比特；这是超密集编码。我们在上面看到了一个例子，其中 Bob 使用图 2 中所示的逆贝尔电路从 | φ + ⟩ 恢复了 | 00 ⟩。
抗生素耐药性可以不可预测地传播到环境中，并生存在矿物表面
“编码抗生素耐药性的 DNA 可能通过医院或农场的废水进入环境。如果留在水柱中，DNA 会迅速降解，但如果它与绕过的矿物表面结合，DNA 就会稳定下来并存活下来。因此，沉积的矿物可以充当一种基因库，将基因从一个环境带到另一个环境，这可能会导致抗生素耐药性的传播，”Krarup Sand 说。
韩传辉、詹启敏* 精准医疗彻底改变癌症诊断和治疗
如今，根据世界卫生组织 (WHO) 的估计，癌症仍然是全球死亡原因的首要原因 [1]。在癌症发病率和死亡率快速增长的情况下，全球癌症负担预计在未来 20 年将增加约 50% [1]。考虑到癌症主要危险因素的复杂性，揭示肿瘤发生的潜在机制和建立预防的分子分类模型对于全球癌症控制至关重要。2015 年，美国总统巴拉克·奥巴马宣布启动精准医疗计划，以应对公共卫生问题和疾病治疗的挑战，强调每次都要在正确的时间向正确的人提供正确的治疗 [2]。与只对某些患者有效而对其他患者无效的“一刀切”方法不同，精准医疗旨在通过收集和分析个人数据，包括环境、生活方式、基因和生物标志物信息，为个体患者疾病创建数据生态系统[3]。到目前为止，精准医疗方法已获得数十亿美元的投资，有助于改善疾病的诊断和治疗，特别是在癌症免疫治疗方面。这已经将癌症研究和治疗置于全球医学优先事项的最前线。在本期中，几篇优秀的评论共同总结了精准医疗方法在癌症治疗，特别是癌症免疫治疗中的进展。尽管侧重于不同的研究课题，但大多数这些评论都强调了精准医疗在癌症靶向治疗和免疫治疗中的光明前景。
士兵努力保护伦纳德伍德堡社区免受蜱传疾病的侵害
上图：列兵。Fransisco Corona（左）和一等兵。Keiran Anderson（右）于 6 月 7 日利用交战技能训练设施进行模拟步枪资格认证。在过去 12 个月中，模拟训练为陆军节省了近 200 万美元的弹药成本。右：参谋军士。6 月 7 日，第 48 步兵团第 1 营 D 连的训练军士 Shaun Apgar 在射击训练期间指导学员正确的射击姿势。模拟环境使学员能够安全地为训练周期后期的实弹训练做准备。
可穿越虫洞协议中通过算子扩散实现多体量子隐形传态
通过利用一对量子比特之间的共享纠缠，可以将量子态从一个粒子传送到另一个粒子。最近的进展揭示了量子隐形传态的内在多体泛化，与引力有着巧妙而令人惊讶的联系。具体来说，量子信息的隐形传态依赖于多体动力学，这种动力学源于与引力全息对偶的强相互作用系统；从引力的角度来看，这种量子隐形传态可以理解为通过可穿越虫洞传输信息。在这里，我们提出并分析了一种新的多体量子隐形传态机制——被称为峰值隐形传态。有趣的是，峰值隐形传态利用的量子电路类型与可穿越虫洞隐形传态完全相同，但微观起源却完全不同：它依赖于一般热动力学下局部算子的扩散，而不是引力物理。我们通过分析和数值证明了峰值尺寸隐形传态在各种物理系统中的普遍性，包括随机单元电路、Sachdev-Ye-Kitaev 模型（高温）、一维自旋链和带有弦校正的体引力理论。我们的研究结果为使用多体量子隐形传态作为强大的实验工具铺平了道路，用于 (i) 表征强关联系统中算子的尺寸分布和 (ii) 区分一般和内在引力扰乱动力学。为此，我们提供了在捕获离子和里德堡原子阵列中实现多体量子隐形传态的详细实验蓝图；分析了退相干和实验缺陷的影响。