序言 阿伯泰大学是一所结构紧凑、重点突出的大学,在跨越传统研究领域以及新兴学科和领域的工作中享有盛誉。我们致力于开展对社会产生真正影响的高质量研究。从环境研究到可持续企业和食品生产,再到使用电脑游戏作为创造性和批判性工具来了解驱动和影响个人所处社会的行为和结构,我们的研究人员正在解决复杂的现实问题,以推动创新主导的增长和可持续发展。 从外部来看,研究和创新格局及其与高等教育的交汇正在迅速发展。迄今为止最显著的发展是 UKRI 的成立、对研究主导型创新的日益重视、通过引入 47 亿英镑的工业战略挑战基金实现 RKE 投资的转变,以及加大对博士培训伙伴关系和博士培训中心的资助。此外,英国和苏格兰各级政府都希望大学通过转化研究成果、加速其影响以及提高各级劳动力的技能,最大限度地为社会和经济提供机会。我们开始对这种不断变化的形势做出反应。我们的研究卓越性推动了我们的创新以及与私营、公共和第三部门以及关键行业领域的合作,包括新英国工业战略 1、苏格兰经济战略(2015 年) 2 和泰河城市区域经济战略(2017-2037 年) 3 中确定的行业。特别是,我们与行业合作并为行业服务的声誉促进了我们参与 UKRI 的抱负和资助机会。我们利用自己的优势,将我们的参与重点放在一些机会和举措上,而不是全部,以便在国内和国际上为研究和创新争取额外的竞争性资金。我们正在创建一个充满活力的学术生态系统,以促进良性循环,最大限度地利用研究卓越性有助于
量子计量学是量子信息领域的一门新兴学科,目前正在经历一系列实验突破和理论发展。量子计量学的主要目标是尽可能准确地估计未知参数。通过使用量子资源作为探针,可以达到使用最佳经典策略无法实现的测量精度。例如,对于相位估计任务,最大精度(海森堡极限)是最佳经典策略精度的二次方增益。当然,量子计量学并不是目前正在取得进展的唯一量子技术。本论文的主题是探索如何在适当的情况下使用其他量子技术增强量子计量学,即:图状态、纠错和加密。图状态是量子信息中非常有用且用途广泛的资源。我们通过量化图状态对相位估计量子计量任务的实用性来帮助确定图状态的全部适用范围。具体而言,图状态的效用可以根据相应图的形状来表征。据此,我们设计了一种方法,将任何图状态转换为更大的图状态(称为捆绑图状态),该图状态近似饱和海森堡极限。此外,我们表明,图状态是一种抵抗噪声影响的稳健资源,即失相和少量擦除,并且量子克拉美-罗界限可以通过简单的测量策略饱和。噪声是量子计量学的最大障碍之一,限制了其可实现的精度和灵敏度。已经证明,如果环境噪声与量子计量任务的动态可以区分,那么可以频繁应用误差校正来对抗噪声的影响。然而在实践中,目前的量子技术无法达到保持海森堡精度所需的误差校正频率。我们通过考虑技术限制和障碍来探索纠错增强量子计量的局限性,由此我们建立了在存在噪声的情况下可以保持海森堡极限的机制。全面实施量子计量问题在技术上要求很高:必须以高保真度生成和测量纠缠量子态。在缺乏所有必要的量子硬件的情况下,一种解决方案是将任务委托给第三方。这样做自然会出现一些安全问题,因为可能存在恶意对手的干扰。我们解决了
参考文献 1. Elgabry, M. 等人,2020 年。合成生物学的犯罪潜力系统评价及未来犯罪预防途径。生物工程与生物技术前沿,8,第 1119 页。 2. Peccoud, J. 等人,2018 年。网络生物安全:从天真的信任到风险意识。生物技术趋势。36,4–7。doi:10.1016/j.tibtech.2017.10.012 3. Mueller, S.,2021 年。面对 2020 年大流行:网络生物安全希望我们知道什么来保障未来?生物安全与健康,3(1),第 11-21 页。 4. NHGRI。人类基因组测序的成本。网址:https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Sequencing-Human-Genome-cost 5. DNA测序成本下降的速度超出摩尔定律 https:// www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/DNA-Sequencing-Costs-Data 6. 英国政府,2019 年。《安全领域的未来技术趋势》。网址:https://www.gov.uk/government/publications/future-technology-trends-in-security 7. Murch, RS 等人,2018 年。《网络生物安全:一门有助于保护生物经济的新兴学科》。《生物工程与生物技术前沿》6:39。 doi: 10.3389/ fbioe.2018.00039 8. Richardson, LC, 等人,2019 年。网络生物安全:呼吁在新的威胁形势下开展合作。生物工程与生物技术前沿,7:99。doi: 10.3389/fbioe.2019.00099 9. Pranggono, B. 和 Arabo, A.,2021 年。COVID-19 大流行网络安全问题。互联网技术快报,4(2),第 e247 页。10. 美国生物黑客已“开放”胰岛素获取渠道。 https://openinsulin.org 11.CellPress,2016 年。https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160630135852.htm 12. Mariam Elgabry 向英国生物安全和国家安全联合委员会提交的书面证据。可从以下网址获取:https://committees.parliament.uk/writtenevidence/6854/pdf/ *”红队测试” 是一种测试目标系统安全程度的实验方法,并报告发现的任何弱点,以便进行改进。 **战争罪不在此列,因为战争罪的禁令可追溯到 1972 年。它们受到《生物武器公约》(联合国 2018a)、联合国安全理事会第 1540 号决议(2004)、《国际卫生条例》(IHR)(世卫组织 2008)和全球卫生安全议程(2018)的管制。 ***“生物黑客”在创新、开发或使用生物技术方面拥有技术经验——他们可能有或没有资格,并且在机构之外实践合成生物学。
关于南昆士兰大学 (UniSQ) UniSQ 旨在通过相关的劳动力教育培训和职业道路指导,促进昆士兰量子和先进技术产业发展和技术初创企业,这是与该州其他大学协调的“昆士兰团队”方法的一部分。 研究能力 UniSQ 在农业和环境、卫生、太空和国防以及区域发展方面的优势为量子和先进技术领域的博士研究项目提供了多种机会,这些机会与昆士兰其他大学的研究项目相得益彰,而且作为一所区域性大学,它完全可以为昆士兰区域带来利益。 我还注意到,我们提议的指导团队中纳入了四名 UniSQ 女性研究人员,以帮助促进女性和非二元性别者的博士研究。 申请 UniSQ 奖学金的理由 UniSQ 请求支持本文件后面几页详述的博士项目,以展示一种战略方法,并有证据表明多种研究方向受益于支持。我们的请求与以下所述的项目目标一致:• 通过在多个研究领域拥有四位不同的女性研究人员、纳入两所地区大学校园并专注于女性或非二元性别者的博士研究,我们“促进并加强学生对量子和先进技术的参与,特别是那些认定为女性、非二元性别者、土著和托雷斯海峡岛民后裔或来自地区的学生”。我们的女性员工主管包括:Lei Chen 博士,博士后研究员,热电材料、声子和中子散射专家,与 UniSQ 未来材料中心的 Min Hong 副教授一起工作;Carole Haeusler 博士,最近获得的 ARC 科学教育资助的首席研究员;Louise Puslednik 博士,她与 Carole Haeusler 博士一起,最近成功竞标了新的澳大利亚量子增长中心的 1800 万美元;以及 UniSQ 博士毕业生、前牛津大学博士后、现任天体物理中心 STEMM 女性博士后研究员 Belinda Nicholson 博士,也是 UniSQ 团队中即将开始开展一项新的 iLAuNCH 资助的 600 万美元以上的行业合作项目的成员之一,该项目旨在将天文科学和技术转化为用于遥感和太空天文学应用的新型空间相机技术。 • 此次申请中提出的导师名单包括多位 UniSQ 研究人员,他们的研究记录证明了他们的高水平成功和与“将新一代博士生培养成能够成为这一新兴学科先驱的优秀量子研究人员”的目标的相关性。除了我们的女性研究人员之外,我们还注意到包括年轻和即将到来的研究人员 - Toan Dinh 副教授(和他的团队),Min Hong 副教授(及其同事)、新任量子研究员 Robert Sang 教授(前格里菲斯大学教授,现任 UniSQ 数学、物理和计算机学院院长)。我们还与 Analog Quantum Circuits(Tom Stace 教授和 Arkady Fedorov 副教授)建立了新的行业合作关系。值得注意的是,Duncan Wright 副教授(其技术能力使 Mt Kent 天文台成为澳大利亚领先的系外行星勘测工作,目前领导 UniSQ 的太空相机项目)和 UniSQ 研究基础设施院长 Brad Carter 教授也加入了其中。• 拟议的监督团队及其当前的实验室设施和研究成果(尤其是 Toan Dinh、Min Hong、Duncan Wright 和现在的 Robert Sang)