評(píng)“基于量子條件主方程的隱馬爾可夫模型”吳熱冰

隱馬爾可夫模型作為一類(lèi)重要的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)模型，天然適用于和時(shí)間序列數(shù)據(jù)相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)。但如果在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)或擬合隱馬爾可夫模型的時(shí)候，其數(shù)值計(jì)算復(fù)雜度會(huì)隨著隱藏狀態(tài)維度和觀測(cè)空間的維度增加而變得難以承受。這在一定程度上是由于經(jīng)典計(jì)算模型本質(zhì)上是用于解決確定性的問(wèn)題，因此一個(gè)很自然的想法是能否利用量子計(jì)算機(jī)來(lái)替代經(jīng)典計(jì)算機(jī)，利用量子系統(tǒng)內(nèi)稟的隨機(jī)性模擬動(dòng)態(tài)馬爾可夫過(guò)程。不僅如此，量子系統(tǒng)獨(dú)有的狀態(tài)疊加性為模型賦予了維數(shù)巨大的隱藏狀態(tài)空間，并有可能帶來(lái)潛在的并行計(jì)算加速。

該文沿著這個(gè)方向進(jìn)行了深入的探討，指出開(kāi)放量子系統(tǒng)的演化就是一個(gè)天然的量子隱馬爾可夫模型，并利用量子條件主方程對(duì)這個(gè)模型的數(shù)學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了刻畫(huà)，并提出了一種基于極大似然估計(jì)思想的變分學(xué)習(xí)算法來(lái)擬合量子隱馬爾可夫模型。在量子計(jì)算飛速發(fā)展的今天，如果這類(lèi)模型得以實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用，即使在中等規(guī)模的量子芯片上也有可能發(fā)揮出巨大的潛力，并迅速應(yīng)用于生物制藥、金融、語(yǔ)言處理等急需新型計(jì)算推動(dòng)產(chǎn)生變革的領(lǐng)域。

評(píng)“二誘騙態(tài)相位匹配量子密鑰分發(fā)方案”張仕斌

自第一個(gè)QKD 協(xié)議(BB84 協(xié)議)提出后，經(jīng)過(guò)近40 年的不斷研究，QKD 已逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用。由于誘騙態(tài)協(xié)議與QKD 協(xié)議的結(jié)合能很好解決實(shí)際應(yīng)用中針對(duì)非理想單光子源的光子數(shù)分離攻擊，因而成為當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中最有效和安全的組合方案，但QKD 的密鑰生成效率R始終難以突破密鑰容量(secret key capacity,SKC)的限制，即R≤O(η)。在眾多改建方案中，有的是安全性未得到證明，有的對(duì)系統(tǒng)的存儲(chǔ)、計(jì)算、信道穩(wěn)定性等方面提出了更高的要求。

該文基于光纖信道和WCS 光源的二誘騙態(tài)相位匹配(phase matching,PM)方案模型，提出了一種二誘騙態(tài)相位匹配量子密鑰分發(fā)方案。該方案減少了誘騙態(tài)的數(shù)量，提升了數(shù)據(jù)量較少時(shí)系統(tǒng)的密鑰生成效率(優(yōu)于BB84 協(xié)議、測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)協(xié)議等)和最大傳輸距離(理想情況下二誘騙態(tài)方案十分接近已有的三誘騙態(tài)方案)，降低了PM 協(xié)議應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)難度，拓寬了其應(yīng)用范圍，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。