量子计算与保密通信研究
自从量子计算成为各大科研机构、大型企业、创业公司竞相追逐，且逐渐升温的前沿领域以来，量子计算与网络安全之间的“矛”与“盾”之争便不断被关注和研究。一方面，我们关心量子计算机到底何时能够到来，并成为我们解决若干关键问题的“杀手锏”；另一方面，我们又不得不关注：量子计算带来的全新的网络安全风险到底有多大，应该如何做好应对准备？
从“量子加密惊现破绽”看量子保密
摘 要：研究人员也指出，他们想为业界带来一个重要的信息，那就是量子加密还不如理想中的可靠，它是有缺陷、能被攻破的技术，而攻破这个最强的加密之盾的工具，却不是什么神兵利器，而是盾本身就存在物理缺陷。
内容目录：
1 事件回顾
1.1 报道情况
1.2 业界反应
2 启事与建议
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/NdVu6B8bGddBZ9Ob-6O_aA
量子计算综述报告
摘 要：当前，我们熟悉的电子计算机性能已经十分强大了，为什么还需要量子计算机呢？过去传统计算机运算能力的飞速发展，离不开“摩尔定律”的作用，而随着计算机中的晶体管已经小到极限（原子级别）并且当前对电磁规律的掌控也已经几乎到了极限，这也代表了基于晶体管的电子计算机的能力遭遇了瓶颈。如果说电子计算机的算力是“汽油”级别的话，那么量子计算机的算力就是“核能”级别的。这两种算力根本不是一个级别，解决问题的能力也不再是简单地在原来的基础上画一条延长线。
内容目录：
1 量子计算发展历史
1.1 为什么会诞生量子计算？
1.２ 量子计算发展历程
2 量子计算机工作原理及实现模式
2.1 Qbit的实现方法
2.2 量子计算的实现方法
2.3 量子计算实现中面临的主要问题
3 量子计算机给密码算法带来的威胁
3.1 Shor算法
3.2 Grover算法
4 密码界面对威胁的应对
5 结 语
5.1 物理平台探索发展迅速，但技术路线仍未收敛
5.2 “量子霸权”突破里程碑，但实用化尚有距离
5.3 生态链不断壮大、应用探索全面展开
5.4 密码界未雨绸缪，网络空间安全基石必将发生根本性改变
5.5 基础研究是重点，多样混合也许是出路
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/5tQkw2h-98ZMdF0Kc2dZsw
量子保密通信浅析
摘 要：有关量子保密通信在普通大众中引发如此巨大的争议和冲突，令人颇感意外，分析事件背后的深层次原因，可以发现实质上是正反两方面观点的激烈交锋。力挺量子保密通信者除以中科大领衔的学术团队、广大量子通信从业者外，还有大量用真金白银来投入的股民与机构，抛开量子通信已经事实上被认可为国之利器，代表我国站在世界科技前沿的标杆因素。
内容目录：
0 前 言
1 近期事件回顾
1.1 2020年6月，中国量子通信取得重大进展
1.2 2020年7月，量子通信第一股“国盾量子”上市首日涨幅超1000%
1.3 7月9日，国盾量子被做空达上限
1.4 “量子通信工程走下神坛”的公众号文章引起大量关注
２ 事件背后的观点分析
2.1 量子保密通信理论基础扎实完善
2.2 量子保密通信非常安全
2.3 量子保密通信持续取得突破性进展
2.4 量子保密通信市场前景看好
3 对我们的启示与建议
3.1 客观的态度
3.2 分析问题的性质
3.3 思考解决问题的思路
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/a1VQ6Ji50ui2X1-01E-MWA
量子计算机带来的全新通信安全风险分析及应对建议
摘 要：自从量子计算成为各大科研机构、大型企业、创业公司竞相追逐，且逐渐升温的前沿领域以来，量子计算与网络安全之间的“矛”与“盾”之争便不断被关注和研究。一方面，我们关心量子计算机到底何时能够到来，并成为我们解决若干关键问题的“杀手锏”；另一方面，我们又不得不关注：量子计算带来的全新的网络安全风险到底有多大，应该如何做好应对准备？
内容目录：
1 量子计算发展迅猛
2 现代公钥加密面临严重威胁
2.1 公钥加密（PKC）是现代数字通信的骨干
2.2 量子计算可能彻底颠覆和完全破解数字加密系统
2.3 量子计算未来威胁风险的决定因素
3 美国智库建议的应对措施
3.1 总体策略
3.2 白宫和行政部门应对措施
3.3 国会应对措施
3.4 相关组织应对措施
4 启示与建议
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/v--mFRhwK51eMvGEQ-rGyg
2020年国外量子计算发展态势综述
摘 要：近年来，量子计算无疑是主要大国和科技强国重点关注的科技领域之一。各方在该领域的布局不断深化，投资额度年年攀升，科研探索和技术创新高度活跃，代表性成果亮点纷呈、前景可期。量子计算未来有望成为推动基础科学、信息通信技术和数字经济产业发展的强大新动能。
内容目录：
1 各国夯实研发力量，勾勒中短期发展蓝图
1.1 美国力求维持量子技术优势地位
1.2 欧洲加码量子技术研发规划
1.3 俄罗斯正式加入量子计算竞赛
1.4 印度借力国际量子计算合作
2 砺剑亦铸盾，抗量子密码研究方兴未艾义
2.1 欧洲国家相继启动抗量子加密项目
2.2 美国加紧制定抗量子加密标准
3 算能力屡创新高，多条技术路线并行推进
3.1 性能竞争陷入白热化
3.2 多条技术路线各有突破
4 应用层面亮点纷呈，生态环境日趋完整
4.1 编程语言迈向通用化
4.2 应用服务聚焦解决实际问题
5 量子云计算百家争鸣，行业竞争日益激烈
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/mQg9kQoKWoCP0AQC4jMtEA
量子密钥分发网络方案研究
摘 要：量子密钥分发结合密码技术可以实现安全的保密通信。因此，针对目前量子密钥分发网络组网方案形式的多样性展开研究分析工作。首先，介绍国内外量子密钥分发网络的发展状况，分析现有网络的组网方案；其次，论述目前量子密钥分发网络的几种主要组网方案，包括基于经典光学器件的组网方案、基于可信中继的组网方案和基于量子中继的组网方案，同时分析了每种方案的优缺点；最后，总结适合主干网络、城域网络和接入网络的量子密钥分发网络组网方案。
内容目录：
1 量子密钥分发网络现状
1.1 国外量子密钥分发网络
1.2 国内量子密钥分发网络
1.3 国内外量子密钥分发网络现状分析
2 基于经典光学器件的网络方案
2.1 基于光分束器的网络方案
2.2 基于光开关的网络方案
2.3 基于波分复用器的网络方案
2.4 对比分析3 基于可信中继的网络方案
3.1 方案原理
3.2 方案分析
4 基于量子中继的网络方案
4.1 方案原理
4.2 方案分析
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/Kq8VjG_PeezbVoIbNaKNEw
量子保密通信标准体系建设
摘 要：量子保密通信具有很高的军事价值和商业价值，得到各国政府及相关研究机构的广泛关注，已从科学研究逐渐走向规模化应用。量子保密通信产业链逐渐完善，量子密钥分发设备、单光子探测器、量子随机数发生器等成为产业链发展的关键环节，直接关系着规模化的量子保密通信网络部署和应用。介绍了量子保密通信产业化进展和标准化组织与标准进展， 提出了标准体系建设的思路，为我国量子保密通信技术标准化工作提供建议和参考。
内容目录：
1 技术研究与产业化进展
1.1 量子保密通信理论研究进展
1.2 量子保密通信产业化现状
1.3 量子保密通信网络部署案例
2 标准化组织与标准进展
2.1 ISO/IEC、TC260标准化进展
2.2 ITU 标准化进展
2.3 ETSI 标准化进展
2.4 CCSA 标准化进展
3 标准体系建设思路
3.1 建立面向产业未来的标准体系
3.2 坚持应用牵引的研制思路
3.3 秉承开放包容的总体研制策略
4 结 语
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/MlOi1uSiQO7oblmLcMs38w
量子计算与密码学分析、风险与对决策者的建议
摘 要：当前，美国一部分决策者、学者和分析人士非常关注量子计算对国家安全的影响。他们认为量子计算的科学进步是一场具有重大国家安全后果的竞赛，也是正在形成的美中对抗的一部分。据称，这场对抗的获胜者将能够以比当前加密技术更高的安全性来保护自己的秘密。本文认为量子计算的优势被高估了，在现代密码的保护下，如何保证秘密信息的长期安全性，使其不受未来量子计算机的攻击，是当前需要关注的主要挑战。
内容目录：
1 主要关注领域
1.1 主题：争夺量子霸权
1.2 主题：量子计算使当前的加密过时
1.3 主题：量子计算使新的加密比当前的加密更安全
2 政策关切与技术现实之间的矛盾
2.1 量子计算不会使加密过时
2.2 量子计算没有提供明显的新加密功能
2.3 量子霸权竞争主要是一场经济竞争
3 更紧迫的国家安全问题
4 决策建议
4.1 NIST 标准建议
4.2 NSA 标准建议
4.3 降低风险的建议
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/Ccn3TQJ_sOUaGXIiz8tabA
量子密码学进展（上）
摘 要：量子密码学可以说是量子信息科学中发展最快的领域。在这篇综述中，我们对这一领域的最新进展，包括理论和实验两个方面进行了概述和最新的描述。我们首先回顾了基于离散变量系统的量子密钥分配协议。接下来，我们考虑了设备独立性、卫星挑战以及基于连续变量系统的高速率协议。然后，我们将讨论点对点私人通信的极限，以及量子中继器和网络如何克服这些限制。最后，我们将讨论量子密码学在标准量子密钥分配之外的一些应用， 包括量子数据锁定和量子数字签名。
内容目录：
1 量子密钥分配的基本概念
2 实验性DV-QKD协议
2.1 探测器技术
2.2 诱饵状态BB84
2.3 差分相移QKD
2.4 单向相干
2.5 DV MDI-QKD
2.6 高维 QKD
2.7 光子集成电路
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/5oOzBM5FC77YdAruK-f0Pw
量子密码学进展（下）
摘 要：量子密码学可以说是量子信息科学中发展最快的领域。在这篇综述中，我们对这一领域的最新进展，包括理论和实验两个方面进行了概述和最新的描述。我们首先回顾了基于离散变量系统的量子密钥分配协议。接下来，我们考虑了设备独立性、卫星挑战以及基于连续变量系统的高速率协议。然后，我们将讨论点对点私人通信的极限，以及量子中继器和网络如何克服这些限制。最后，我们将讨论量子密码学在标准量子密钥分配之外的一些应用， 包括量子数据锁定和量子数字签名。
内容目录：
3 卫星量子通信
3.1 概述
3.2 卫星机会
3.3 轨道类型及应用
4 量子黑客攻击
4.1 QKD-DV 黑客协议
4.1.1 PNS和基于强度的攻击
4.1.2 特洛伊木马攻击
4.1.3 Backflash攻击
4.1.4 伪态与探测器效率失配
4.2 CV-QKD黑客攻击协议
4.2.1 攻击本地振荡器
4.2.2 探测器饱和攻击
4.2.3 特洛伊木马攻击
4.3 一般考虑
4.4 作为解决方案的设备独立性
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/DDbw4ptzEia104bTjgJSXA
量子通信网络组网方式及标准化研究展望
摘 要：量子通信是量子论和信息论相结合的新型交叉学科，也是目前国际量子物理和信息科学的研究热点。量子通信具有高效率、大容量、远距离和近乎绝对安全的特点。量子通信组网方式根据量子密钥分发网络节点的不同实现功能，可以分为基于可信中继转发的网络、基于光交换机的网络以及基于集控站节点的网络。按照网络的覆盖范围划分，可分为量子局域网、量子广域网和全球量子网络。量子通信组网技术标准应优先考虑组网的结构、方式和网络体系结构。
内容目录：
1 量子通信技术发展现状
1.1 国外现状
1.1.1 美国
1.1.2 欧盟
1.1.3 日本
1.1.4 其他国家
1.2 国内现状
2 量子通信网络组网方式
2.1 基于可信中继的方式
2.2 基于光交换机的方式
2.3 基于集控站的方式
3 量子通信网络组网标准化展望
3.1 组网的结构
3.2 组网的方式
3.3 网络的体系结构
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/6I1XUPrTRNaY8d9UZCxu-Q
粤港澳大湾区量子保密通信与量子网络发展战略
摘 要：量子保密通信与量子网络作为战略性前沿技术，与国家安全和前瞻性技术战略关系密切，具有广泛应用的潜力。简要综述量子保密通信与量子网络的研究进展以及产业基础，分析国际量子科技战略，提出遵循粤港澳大湾区发展创新驱动、改革引领的基本原则，集聚国际创新资源，攻关量子网络的基础科学和若干实用关键技术，规划部署粤港澳大湾区量子干线和制定QKD量子网络评估策略，有助于打造湾区国际量子创新高地及培育具有国际竞争力的量子保密通信与量子计算现代产业体系。
内容目录：
1 量子保密通信与经典通信网络融合
1.1 高性能QKD保密通信战略性技术目标
1.2 量子与经典通信融合新型量子网络
2 粤港澳大湾区量子科技发展战略
2.1 国际量子科技战略
2.2 粤港澳大湾区量子科技发展机遇
2.3 粤港澳大湾区量子科技发展战略
2.3.1 建设粤港澳大湾区国际量子科技创新中心
2.3.2 培育量子保密通信与量子网络现代产业体系
2.3.3 粤港澳大湾区量子保密通信环网
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https://mp.weixin.qq.com/s/fsqIUoOe_D5h5PwziClv1Q
研究院孙海泳：美国量子战略对中美科技关系的影响
摘要：当前世界正处于新一轮“量子革命”的发端阶段。自执政以来，特朗普政府通过公布战略文件、立法等措施，已逐步完善其量子科技战略。美国的量子科技战略注重强化政府部门与独立机构之间、公私部门之间的机制化合作；关注量子科技人力资源培养，并具有明显的安全目标导向。美国战略界对中国量子科技发展态势的关切是美国量子战略发展的重要推动因素。美国政府的量子科技战略将加剧中美在量子科技领域的竞争，制约两国在量子科技与产业领域的合作空间，并将阻滞中国与其他国家在这一领域的合作进程。
内容目录：
1 美国量子科技战略的主要特征
1.1 注重强化政府部门、机构间机制化合作
1.2 推动公私部门之间的机制化合作
1.3 强化人力资源培养与储备
1.4 以维护国家安全为重要的目标导向
2 美国战略界对中国的基本认知
2.1 中国的量子科技成就强化了美国进一步发展量子科技的紧迫性
2.2 量子科技的两用潜力强化了美国战略界对中国“量子威胁论”的渲染
3 对中美竞合关系的影响
3.1 加剧中美在量子科技领域的竞争性
3.2 制约中美在科技与产业领域的合作空间
3.3 阻滞中国与相关技术强国在量子科技领域的合作进程
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https://mp.weixin.qq.com/s/ydIDK6IqMjvCryT84FqIsg
连续变量量子密钥分发系统的实际安全性分析
摘 要：综述基于高斯调制相干态的连续变量量子密钥分发系统的实际安全性研究现状和发展趋势。基于高斯调制相干态的连续变量量子密钥分发系统在理论上被证明是无条件安全的，然而实际系统由于器件和信道的非理想特性而存在安全隐患。实际系统不仅受到多种系统过噪声的影响，而且还面临量子信道上各种边信道攻击的威胁。为提高实际系统的安全性，接收端实时散粒噪声测量和接收端本地制备本振光是今后两类重要的安全漏洞防御技术。
内容目录：
1 CVQKD实际安全性的研究现状
1.1 系统过噪声
1.1.1 光源噪声
1.1.2 探测噪声
1.1.3 信道噪声
1.2 边信道攻击
1.2.1 本振光扰动攻击
1.2.2 波长攻击
2 CVQKD实际安全性的研究趋势
2.1 散粒噪声测量
2.2 本地制备本振光
原文点读：
https://mp.weixin.qq.com/s/sM7aQa96aFu710SRb39SQQ
量子通信网络组网方式及标准化研究展望
摘 要：量子通信是量子论和信息论相结合的新型交叉学科，也是目前国际量子物理和信息科学的研究热点。量子通信具有高效率、大容量、远距离和近乎绝对安全的特点。量子通信组网方式根据量子密钥分发网络节点的不同实现功能，可以分为基于可信中继转发的网络、基于光交换机的网络以及基于集控站节点的网络。按照网络的覆盖范围划分，可分为量子局域网、量子广域网和全球量子网络。量子通信组网技术标准应优先考虑组网的结构、方式和网络体系结构。
内容目录：
1 量子通信技术发展现状
1.1 国外现状
1.1.1 美国
1.1.2 欧盟
1.1.3 日本
1.1.4 其他国家
1.2 国内现状
2 量子通信网络组网方式
2.1 基于可信中继的方式
2.2 基于光交换机的方式
2.3 基于集控站的方式
3 量子通信网络组网标准化展望
3.1 组网的结构
3.2 组网的方式
3.3 网络的体系结构
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https://mp.weixin.qq.com/s/tiu1elaa3aYfeGTbv-cbgQ
基于HB+协议的后量子安全认证系统
摘 要：HB+协议是一种基于LPN（Learning Parity with Noise）问题的安全认证协议。由于LPN问题的非线性和复杂性，该协议的安全性能在量子计算机时代远远优于当前的非对称加密协议。基于以上特点，设计了一个以HB+协议为核心的新型安全认证系统，采用密钥型物理非克隆函数引入随机噪声，并采用Toeplitz矩阵进行加密。仿真与实验结果表明，提出的基于HB+协议的认证系统在硬件实现上既简单又安全可靠。
内容目录：
1 LPN问题和HB+协议
1.1 LPN问题
1.2 基于LPN的认证协议
2 新型认证系统设计
2.1 注册阶段
2.2 认证阶段
3 仿真与实验结果
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https://mp.weixin.qq.com/s/aDqvDWq8v8Wn--JsDW6rxQ
美国国家科学院：量子计算发展与前景
摘 要：2018年12月4日，美国国家科学、工程与医学院发布题为《量子计算：发展与前景》的研究报告，阐释了量子计算的运行模式、量子计算的算法与应用、量子计算对密码体系的影响、量子计算的硬件组成、量子计算的软件构成等内容，并在此基础上分析了当前量子计算技术所取得的进步与时代架构，展望了量子计算的未来发展前景。报告指出，量子计算发展至今，已引发人们极大的研究兴趣，也展现出一定的商业价值，但其将来的发展速度、方向和实际应用还有待观察；量子计算将给当前的密码体系带来冲击，需要人们提前做好相应的设计与部署准备。
内容目录：
1 量子计算的发展
2 量子计算：一种新型模式
2.1 量子计算的基本原理
2.2 量子计算的主要方法
3 量子计算的应用
3.1 量子计算在密码领域的应用
3.2 量子计算在化学领域的应用
4 量子计算对密码学的影响
4.1 量子计算对密码体系的影响
4.2 抵抗量子计算破解密码
4.3 后量子加密时代
5 量子计算的硬件与软件组成
5.1 量子计算的硬件组成
5.2 量子计算的软件组成
6 量子计算的时代架构与发展前景
6.1 量子计算的时代架构
6.2 量子计算的发展前景
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https://mp.weixin.qq.com/s/NCDOQ9GvPeqYr_QCCQr0aw
一文读懂：量子保密通信技术
摘 要：量子保密通信是利用量子力学基本原理和"一次一密"加密体制来实现信息安全传递的一种全新的保密通信方法。量子保密通信技术由于具备无条件安全性，因而具有极高的军事价值和商业价值，得到各国政府及相关研究机构的广泛关注，并在近年来取得了突破性进展。本文简述了量子保密通信的基本原理和研究意义；综述了国内外量子保密通信的发展现状和技术水平；同时还进一步分析了量子保密通信技术未来发展趋势并探讨了其重点突破方向，最后对该技术进行展望并提出一些建议。
内容目录：
1 发展背景
2 量子保密通信技术发展里历史及现状
2.1 理论奠基阶段（1984－1995）
2.2 理论与实验独立发展阶段（1995－2000）
2.3 理论与实验融合及应用探索阶段（2000－2010）
2.4 网络化应用推广阶段（2005－至今）
3 量子保密通信技术中短期发展趋势
4 量子保密通信技术中短期突破点
4.1 高安全、高速、长距离、高稳定的实用化QKD技术
4.2 QKD技术的标准化和应用推广
4.3 量子存储及中继技术
4.4 大规模QKD网络及应用
4.5 星地及星间QKD实验
5 发展建议
5.1 密切跟踪国际量子计算技术进展
5.2 加强基础投入和自主研发
5.3 加强校企合作和市场推广
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https://mp.weixin.qq.com/s/XFcvSU4kyZrT2gSlSTqzVw
量子计算机能否改变世界？
摘 要：密码是保障网络安全的核心技术和基础支撑，在维护国家安全、促进经济社会发展、保护人民群众利益中发挥着不可替代的重要作用。云物移大智的蓬勃发展，5G、智慧城市、互联网 + 政务服务的全力推进，离不开用密码技术来保障网络安全、保护数据安全、保证网上诚信，需要密码学与其它学科深入合作，需要密码产业与其它产业的深度融合，需要产学研管用的真诚协作，需要全社会共同传播密码知识与政策、研究密码应用技术、推进密码应用方案。
内容目录：
1 量子计算机能否分解大整数？
2 量子计算机研究进展
3 量子计算与量子算法
4 结 语
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https://mp.weixin.qq.com/s/MrVIA-uL2cMdcePrCv4C_Q
1.3 μm波段InAs/GaAs量子点激光器性能研究
摘 要：利用气态源分子束外延技术在GaAs衬底上生长InAs量子点材料，研制出激射波长为1.3 μm波段由5层量子点组成的3 mm腔长、3 μm脊条宽度的InAs/GaAs量子点激光器。在室温连续波模式下，研究了激光器的输出性能和光谱性能，激光器的阈值电流为91 mA，相应的阈值电流密度为1 011.1 A/cm2，激光输出功率斜效率为115 mW/A，最高输出功率达到30 mW。在温度范围10～50 ℃内，测得激光器的特征温度为40 K。另外，研究了改变注入电流和改变激光器的工作温度条件下的器件激射波长的调谐特性。
内容目录：
1 材料生长和器件制作
2 结果与讨论
2.1 光谱调谐特性
2.2 功率输出特性
2.3 电压输出特性
3 结 语
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https://mp.weixin.qq.com/s/f5CGjJ41hTEiLPkm2c99yw
