Preparing for the Post Quantum Era: Quantum Ready Architecture for Security and Risk Management (QUASAR) -- A Strategic Framework for Cybersecurity
针对量子计算对传统密码系统的威胁，本文提出QUASAR框架，通过结构化过渡、分阶段实施和量化评估，帮助组织实现抗量子安全转型并保护敏感数据。
2025-05-07 cs.CR quant-ph
Case Study-Based Approach of Quantum Machine Learning in Cybersecurity: Quantum Support Vector Machine for Malware Classification and Protection
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；Marquette University（马凯特大学）；Clark Atlanta University（克拉克亚特兰大大学）；Clayton State University（克莱顿州立大学）；Georgia Southern University（佐治亚南方大学）；Florida International University（佛罗里达国际大学）；Auburn University（奥本大学）；Tuskegee University（塔斯基吉大学）
针对网络安全教学缺乏QML资源的问题，设计十个案例学习模块，并基于Pennylane和drebin215用QSVM实现恶意软件分类，准确率达95%。
2023-06-01 cs.CR cs.LG quant-ph
Long-term cybersecurity applications enabled by quantum networks
本文探讨大陆级量子网络对网络安全的赋能价值，梳理相关研究进展与美国发展方向，提出应联合开发量子与传统密码方法并沿量子骨干基础设施共同部署。
2023-04-27 quant-ph
Power Networks SCADA Communication Cybersecurity, A Qiskit Implementation
本文探讨量子计算与通信时代电力网络SCADA通信安全的机遇与挑战，并提出基于Qiskit的集成实现方案，为未来框架开发提供基础。
2025-03-26 cs.CR quant-ph
Quantum Clustering for Cybersecurity
本研究提出一个量子机器学习框架，利用QCSWAPK-means和QkernelK-means算法对CISA漏洞数据进行聚类，性能优于经典方法，可有效分类漏洞风险级别，提升网络安全防御的精准性与主动性。
2024-08-05 cs.CR quant-ph
Quantum Machine Learning for Cybersecurity Applications: Simulation and Hardware Validation
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出混合量子-经典架构，在资源受限下用QSVM和VQC量子头提升威胁检测，仿真与IBM硬件验证显示其性能匹配经典模型，并减少近边界误报漏报。
2026-09-29 cs.CR quant-ph
A Novel Quantum Augmented Framework to Improve Microgrid Cybersecurity
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；University of Nebraska Omaha（内布拉斯加大学奥马哈分校）
本文提出量子增强网络框架，通过整合量子安全网络、量子匿名通知和量子随机数生成，提升微电网的完整性、保密性和隐私性，并通过模拟经典攻击验证其效果。
2026-04-19 cs.CR quant-ph
Cybersecurity in Critical Infrastructures: A Post-Quantum Cryptography Perspective
本文从后量子密码学视角分析关键基础设施面临的网络安全挑战，阐述OT环境与IT环境的差异及量子计算对经典密码协议的威胁，并探讨PQC协议在工业环境中的集成问题。
2024-06-11 cs.CR quant-ph
Quantum Computing and the Future Internet
如今，网络安全专业人士最大的担忧之一是围绕量子计算的炒作，其不可理解的力量及其影响。量子计算的进步有可能彻底改变我们的日常生活，但它也可能彻底打破我们所知道的互联网，数学家和物理学家已经开发出基于量子计算的算法，这可能改变互联网安全范式。本文讨论了量子计算的关键概念，特别关注量子互联网、量子密钥分发以及相关的挑战。
2022-03-14 cs.CR physics.pop-ph quant-ph
Enabling Quantum Cybersecurity Analytics in Botnet Detection: Stable Architecture and Speed-up through Tree Algorithms
本研究通过建立稳定量子架构并引入基于Hoeffding决策树的批量执行混合量子二分类算法，在真实量子设备和模拟器上实现了DGA僵尸网络检测，显著提升了准确率与执行速度。
2023-07-31 quant-ph
Training a quantum annealing based restricted Boltzmann machine on cybersecurity data
Purdue University（普渡大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Temple University（天普大学）；Mississippi State University（密西西比州立大学）；UT-Battelle, LLC（UT-巴特尔有限责任公司）
我们提出了一个使用量子计算机的现实世界的应用程序。具体来说，我们使用网络安全应用程序的QA来训练RBM。D-Wave 2000 Q已用于实施QA。RBM在ISCX数据上进行了培训，ISCX数据是网络安全的基准数据集。为了进行比较，还使用CD对RBM进行了训练。光盘是成果管理制培训的一种常用方法。我们对ISCX数据的分析表明，数据集是不平衡的。我们提出了两种不同的方案来平衡训练数据集，然后将其输入分类器。第一种方案是基于良性实例的欠采样。不平衡训练数据集被分成五个子数据集，分别进行训练。然后进行多数表决以获得结果。我们的研究结果表明，多数票提高了分类准确率从90.24%到95.68%，在CD的情况下。对于QA的情况下，分类准确率从74.14%提高到80.04%。在第二种方案中，RBM用于生成合成数据以平衡训练数据集。我们表明，QA和CD训练的RBM都可以用来生成有用的合成数据。平衡训练数据用于评估几个分类器。在所研究的分类器中，K-最近邻（KNN）和神经网络（NN）的性能优于其他分类器。两者的准确率均为93%。我们的研究结果表明，基于QA的RBM可以在64位二进制数据集上训练。说明性的例子表明，迁移到QA为基础的技术，许多实际的分类问题的可能性。此外，我们表明，从RBM生成的合成数据可以用来平衡原始数据集。
2021-04-16 cs.LG quant-ph
Simulating Noisy Quantum Circuits for Cryptographic Algorithms
本文研究 NISQ 时代噪声对密码量子算法的影响，提出利用 cuQuantum 在商用硬件上进行量子仿真与软硬件协同设计，以评估算法安全性及硬件局限。
2023-06-03 cs.CR quant-ph
Cutting Medusa's Path -- Tackling Kill-Chains with Quantum Computing
本文提出利用量子计算和漏洞图解决网络安全问题，通过QUBO和量子退火确定补丁优先级以消除所有杀伤链，证明了量子求解时间相比经典算法的指数增长几乎保持恒定。
2022-11-24 cs.CR cs.NI cs.SY
Assessing Quantum Annealing to Solve the Minimum Vertex Multicut
Orange Research（橙研）；LIST3N University of Technology of Troyes（特鲁瓦技术大学 LIST3N）；LIMOS - UMR CNRS 6158 ISIMA - Institut d’Informatique d’Auvergne Université Clermont Auvergne（克莱蒙奥弗涅大学 LIMOS CNRS 6158 ISIMA 信息学研究所）
本文评估了量子退火在解决电信网络安全中的最小顶点多割问题中的可行性，发现其存在硬件限制，混合求解器表现更优。
2026-01-02 cs.ET quant-ph
Strategic Roadmap for Quantum- Resistant Security: A Framework for Preparing Industries for the Quantum Threat
本文提出了名为STL-QCRYPTO的抗量子安全战略框架，评估了14个高风险行业的量子威胁脆弱性，并提供结构化时间表与建议，以帮助行业应对量子计算时代的网络安全风险。
2024-11-15 cs.CR quant-ph
Is there a Moore's law for quantum computing?
有一个共同的智慧，根据这一智慧，许多技术可以根据一些指数定律，如经验摩尔定律，随着芯片组中晶体管数量的增长，半个多世纪来一直得到验证。作为一项仍在开发中的技术，量子计算有很多潜在的前景，它应该会跟随潮流，无情地发展到成熟。这个领域的圣杯是一台大型量子计算机，它有数千个错误被纠正的逻辑量子比特，它们是由数千个（如果不是更多的话）物理量子比特组成的。这些将使分子模拟以及分解2048 RSA位密钥以及从棘手的经典计算问题书中提取的其他用例。我们离这还有多远？根据许多预测，不到15年。我们将在这篇论文中看到，摩尔的经验定律在量子计算中不能轻易地转化为等价的。量子比特有各种各样的优点，由于一些新的制造技术能力，这些优点不会神奇地进步。然而，摩尔定律的一些等价物可能在量子领域内外发挥作用，比如量子计算机使能技术、低温和控制电子设备。算法、软件工具和工程也在推动量子计算进步方面发挥着关键作用。虽然量子计算未来的大部分成果都取决于量子比特的量子性，但它的进展相当缓慢，特别是在规模上。我们最终将看到其他品质因数将发挥作用，并可能改变计算结果的质量和量子计算的能量学等景观。虽然这份清单是科学和技术性质的，但它对投资、教育和网络安全相关决策过程具有广泛的商业影响。
2023-03-27 quant-ph
Parity Quantum Computing as YZ-Plane Measurement-Based Quantum Computing
该研究证明采用恒定深度解码的通用宇称量子计算等价于二分图上仅用YZ平面测量的MBQC，并指出所有仅用YZ平面测量的幺正MBQC均需基于二分图，建立了两者等价性与结构约束关系。
2025-02-14 quant-ph
Relativistic Quantum Computing
我们提出一些非正式的意见方面的相对论量子计算。
1999-11-19 quant-ph
Verification for measurement-only blind quantum computing
盲量子计算是一种新的安全的量子计算协议，它允许一个没有任何复杂量子技术的客户端将自己的量子计算委托给一个服务器进行，而不会泄露任何隐私。已知仅具有测量设备的客户端可以执行盲量子计算[T. Morimae和K. Fujii，Phys.Rev.A { \bf 87}，050301（R）（2013）]。协议是否能享受验证一直是一个悬而未决的问题，即，客户端检查计算正确性的能力。本文提出了一种用于纯测量盲量子计算的验证协议。
2014-06-19 quant-ph
Quantum Computing in Transport Science: A Review
本文综述了量子计算在交通科学中的应用潜力，重点介绍基于门的量子计算、量子退火和量子机器学习三种范式及其对解决复杂交通系统问题的前景。
2025-03-27 quant-ph
Fast quantum computing with semiconductor quantum dots in a microcavity
论文已被作者撤回
2002-12-02 quant-ph
Measurement-only verifiable blind quantum computing with quantum input verification
可验证盲量子计算是一种安全的委托量子计算，其中具有有限量子技术的客户端将她的量子计算委托给具有通用量子计算机的服务器。客户的隐私受到保护（失明），并且计算的正确性可以由客户验证，尽管她的量子技术有限（可验证性）。可验证的盲量子计算协议主要有两类：一类是客户端只需要产生单量子比特态的协议，另一类是客户端只需要单量子比特测量能力的协议。后者被称为仅测量可验证的盲量子计算。如果客户端的量子计算的输入是客户端不知道其经典有效描述的量子态，则仅测量的客户端无法验证输入的正确性。在这里，我们介绍了一个新的协议的测量只可验证的盲目量子计算的正确性的量子输入也是可验证的。
2016-06-21 quant-ph
Quantum Leap in Finance: Economic Advantages, Security, and Post-Quantum Readiness
本文综述量子计算在金融中的应用与安全影响，提出四步评估框架，并整合区块链、PQC与QKD以识别量子优势和后量子防护路径。
2025-08-29 quant-ph
An Introduction to Quantum Computing using Cavity QED concepts
我们提出了一个简洁而完整的概念处理量子计算实现腔量子电动力学（CQED）。本文旨在为从其他领域进入该领域的专业人士提供简要概述，他们可能在技术培训期间没有讨论过量子计算背后的概念。
2012-10-08 quant-ph
Computing a Turing-Incomputable Problem from Quantum Computing
从量子计算的角度出发，建立了一个超计算模型--无限方阱超计算模型（ISWHM）。该模型是受Tien D. Kieu quant-ph/0203034并解决了图灵不可计算问题。针对所提出的模型和问题，对其行为进行了仿真。此外，还证明了ISWHM是一个普适的量子计算模型。
2003-09-26 quant-ph
Multiparty Delegated Quantum Computing
量子计算在过去几年中取得了巨大的进展。然而，由于量子技术在可扩展性方面的限制，我们似乎还远远没有为日常用户构建通用的量子计算机。更可行的解决方案是将计算委托给网络上强大的量子服务器。这种解决方案在以前的盲量子计算研究中提出，保证了输入和计算的保密性。在这项工作中，我们进一步发展了加密数据计算的思想，提出了一个多方委托量子计算协议在基于测量的量子计算框架。
2017-04-10 quant-ph
Research on quantum compilation of neutral atom quantum computing platform
针对中性原子量子计算平台编译方法不成熟的问题，本文综述基于矩阵分解的方法，并提出可将任意酉操作分解为平台适配量子门、且电路可直接运行的编译算法。
2025-01-09 quant-ph
Faster Database search in Quantum Computing
论文已经撤回
2002-12-13 quant-ph
From quantum feature maps to quantum reservoir computing: perspectives and applications
该研究探究量子计算与储备池计算的相互作用，聚焦中性原子量子处理单元提出新型量子储备池计算工作流，论证其可作为推动储备池计算应用的天然候选方案。
2025-10-02 quant-ph
Efficient State Preparation via Ion Trap Quantum Computing and Quantum Searching Algorithm
利用离子阱量子计算和Grover的量子搜索算法，在离子阱中制备一个几率接近1的量子态.
2000-05-10 quant-ph
Quantum Computing with NMR
核磁共振量子计算的进展及文献综述
2010-11-05 quant-ph
Quantum computing: principles and applications
本文综述量子计算的基本原理、多层架构及基于核磁共振平台的实验实现步骤，并探讨常见挑战与技术。
2023-10-13 quant-ph
Universal quantum computing with nanowire double quantum dots
我们提出了一种利用纳米线双量子点的单线态和三线态耦合到一维传输线谐振器来实现通用量子计算的方法。该方法具有抑制自旋量子位的自发发射、提高自旋量子位寿命、强耦合和非破坏性测量等优点，在量子计算和量子控制方面都具有重要的应用价值。我们分析了所有所需操作的性能和稳定性，并强调所有技术都是可行的，目前的实验技术。
2011-01-13 quant-ph
Quantum computing with four-particle decoherence-free states in ion trap
提出了量子计算门应用于无退相干态的囚禁离子。由于具有不同量子叠加本征能的分量的时间演化引起的相位变化被完全冻结，基于该模型的量子计算将是完美的。讨论了该方案在未来离子阱量子计算机中的可能应用。
2001-11-07 quant-ph
Comment on "Quantum waveguide array generator for performing Fourier transforms: Alternate route to quantum computing"
对R. Akis和D.K. Ferry，Appl. Phys. Lett. 79，2823（2001）。作者在Appl.Phys.Lett. 80，2420（2002）。
2003-08-22 quant-ph
Loss-tolerant operations in parity-code linear optics quantum computing
光学量子计算的一个重点是引入纠错和最小化资源需求。我们详细介绍了一个完整的编码和操纵方案设计的线性光学量子计算，结合可扩展的操作和损失容忍架构。
2007-07-06 quant-ph
A Study on the basics of Quantum Computing
文章被删除了。
2007-01-11 quant-ph
Comment on "Conservative Quantum Computing"
对M. Ozawa，Phys. Rev. Lett. 89，057902（2002）中所述。作者在Phys. Rev. Lett. 91，089802（2003）中所述。
2003-08-22 quant-ph
Hybrid quantum computing
给出了构造一个同时处理连续和离散量子变量的混合量子计算机的充分必要条件。这种混合计算机被证明比传统的量子计算机更有效地执行各种量子算法，如计算本征向量和本征值。
2000-08-11 quant-ph
Effects of Quantum Computing in Security
物理学的基本理论之一是量子力学。量子力学试图解释宏观和微观尺度上系统行为的不一致性。量子力学为基于量子比特的量子计算铺平了道路。已知存在高达65个量子比特的量子计算机。量子计算机的出现削弱了许多密码算法的安全性。在本文中，我们研究了基于量子计算的攻击，并阐明了未来可能的发展。
2021-09-27 quant-ph
Macroscopic quantum phenomena and quantum computing
Zhejiang University（浙江大学）；College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学光电科学与工程学院）
本文回顾2025年诺贝尔物理学奖发现的超导电路中宏观量子隧穿和能量量子化现象，探讨其对量子计算发展的影响。
2026-01-20 quant-ph
Modeling Quantum Autoencoder Trainable Kernel for IoT Anomaly Detection
Quantum Research Group at School of IT, Deakin University（信息学院量子研究组，德堪大学）
本文提出量子自编码器与量子支持向量分类结合的物联网异常检测方法，展示了在当前NISQ设备上的量子优势和实际应用潜力。
2025-11-26 cs.LG quant-ph
Classical computing, quantum computing, and Shor's factoring algorithm
这是为布尔巴基研讨会写的一个临时演讲。在简要介绍之后，第1节用范畴语言讨论了经典确定性计算的结构。回顾了P/NP问题复杂性的基本概念。第二节介绍量子并行的概念，并解释了量子计算的主要问题。第三节介绍了四个量子子程序：初始化，经典布尔函数的量子计算，量子傅里叶变换和Grover搜索算法。中心部分4解释肖尔的因式分解算法。第五节将Kolmogorov复杂性与可计算函数的谱性质联系起来。附录有助于量子计算的史前史。
1999-03-02 math.QA quant-ph
Review of Distributed Quantum Computing. From single QPU to High Performance Quantum Computing
本文针对单量子处理器算力受限的问题，全面综述分布式量子计算的基础原理、研究成果、挑战与未来方向，为领域研究者和新人提供详尽参考。
2024-04-01 cs.ET quant-ph
Quantum Computing's Classical Problem, Classical Computing's Quantum Problem
面对建造越来越好的计算机的挑战，量子计算和经典计算面临着同样的难题：经典计算系统的成功。小型量子计算系统已经得到验证，中等规模的系统也即将出现，它们能够计算数值结果或模拟物理系统，远远超出人类手工所能做到的。然而，要想在商业上可行，它们必须超越我们非常成功的、高度先进的经典计算机所能做的。与此同时，那些经典计算机继续进步，但这些进步现在受到热力学的限制，并且很快将受到原子物质的离散性质以及最终的量子效应的限制。技术进步使量子机械和经典机械都受益，改变了竞争格局。我们能否建造量子计算系统，使其计算能力超过每月几个$10^{30}$逻辑门的经典系统？本文将讨论这些竞争和合作的技术趋势的相互作用。
2013-10-08 cs.ET quant-ph
The role of Quantum Interference in Quantum Computing
量子干涉被提出作为增强量子计算的工具。
2005-12-11 cs.CC quant-ph
Evolution of Quantum Computing: A Systematic Survey on the Use of Quantum Computing Tools
量子计算（QC）是一种新兴的范式，它继承并构建了量子力学（QM）的概念和现象，具有巨大的潜力，可以解决科学家以前无法解决的复杂和计算上棘手的问题。近年来，QC的巨大努力和进步标志着比经典计算技术更有效地解决现实世界问题的重要里程碑。虽然近年来在量子计算方面取得了相当大的进展，但需要投入大量的研究工作来将这一领域从一个想法转变为一个工作范式。在本文中，我们对促进量子计算的论文、工具、框架、平台进行了系统的调查和分类，并从应用和量子计算的角度对其进行了分析。我们介绍了量子计算层，量子计算机平台的特征，电路模拟器，开源工具Cirq，TensorFlow Quantum，ProjectQ，这些工具允许使用强大而直观的语法在Python中实现量子程序。接下来，我们讨论了当前的本质，确定了开放的挑战，并提供了未来的研究方向。我们的结论是，在过去的几年中出现了大量的框架，工具和平台，改进现有的设施将利用量子研究界的研究活动。
2022-04-04 cs.SE quant-ph
A very brief introduction to quantum computing and quantum information theory for mathematicians
这是一个非常简短的介绍量子计算和量子信息论，主要针对几何学家。除了基本的定义和例子，我强调感兴趣的几何方面，特别是与渐近表示论的连接。大多数陈述的证明可以在标准参考文献中找到。
2018-01-15 math.HO quant-ph
Quantum Computing via The Bethe Ansatz
我们将计算的量子线路模型看作是可因式分解的散射模型，并提出量子计算机是由Bethe模型求解的量子多体系统联系起来的。作为支持量子计算观点的一个典型例子，我们研究了具有δ函数相互作用的一维非相对论系统中的量子计算，其中两体散射矩阵满足因子分解方程（量子Yang-Baxter方程），并充当参数两体量子门。最后，我们通过比较量子计算与拓扑量子计算的可因式分解散射。
2011-06-20 physics.gen-ph quant-ph
Why now is the right time to study quantum computing
量子计算是证明困难物理实验的好方法。但在量子计算机建成之前，计算机科学家需要了解量子信息吗？事实上，量子计算不仅仅是新计算设备的配方，而是一种看待世界的新方式，这种方式在智力上具有惊人的生产力。在本文中，我将讨论量子计算从何而来，它是什么，以及我们可以从中学到什么。
2014-12-30 cs.CC quant-ph
Introducing the Quantum Research Kernels: Lessons from Classical Parallel Computing
量子计算代表了计算的范式转变，需要全新的计算机体系结构。然而，从传统的经典计算机工程中可以学到很多东西。在本文中，我们描述了并行研究内核（Parallel Research Kernels），这是一个非常有用的工具，用于设计经典的并行计算系统。这些内核是简单的内核，用来暴露限制经典并行计算性能的瓶颈。我们假设一个类似的量子计算工具，量子研究内核（QRK），可以类似地帮助量子计算系统的软件和硬件的协同设计，我们给出了一些代表性的QRK的例子。
2022-11-02 cs.DC quant-ph
Sustainable Quantum Computing: Opportunities and Challenges of Benchmarking Carbon in the Quantum Computing Lifecycle
本文指出量子计算的环境影响尚不明确，提出碳感知量子计算框架以计算全生命周期碳足迹，倡议建立可持续量子计算研究方向。
2024-08-13 cs.AR quant-ph
Spin-Based Quantum Dot Quantum Computing
本文首先简要介绍了基于量子点的量子计算的理论和实验研究进展，然后重点介绍了基于自旋的量子计算方案，这些方案由于电子和核自旋的相干时间相对较长而被认为是最具可扩展性的。主要内容包括自旋相干、自旋相互作用、自旋探测以及基于自旋的量子计算的实验研究现状。
2004-11-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
CMOS Quantum Computing: Toward A Quantum Computer System-on-Chip
本文综述CMOS量子计算，梳理半导体量子比特、量子门及控制读出电路的进展，分析单片集成走向大规模量子SoC的前景与挑战。
2020-12-16 eess.SP quant-ph
