量子信息理论论坛 | CQCC2024专题论坛

姚鹏晖，南京大学计算机科学与技术系副教授；本科毕业于华东师范大学数学系，博士毕业于新加坡国立大学量子技术中心(CQT)，之后先后在荷兰国家数学与计算机中心(CWI)、加拿大滑铁卢大学量子计算研究所(IQC)、美国马里兰大学量子信息与计算机科学联合中心(QuICS)从事博士后研究工作。主要研究方向是量子信息论、量子算法与复杂性理论。在理论计算机科学顶级会议STOC、FOCS和信息论顶级期刊IEEE Transactions on Information Theory上发表多篇论文，获得中组部国家高层次人才青年计划。

高飞，北京邮电大学教授，国家级青年人才，中国密码学会常务理事，中国计算机学会量子计算专业委员会常务委员，中国电子学会网络空间安全专家委员会委员。主要研究量子密码、量子算法和相关量子信息问题，已在PRL/PRA、TKDE、TC、JSAC等重要期刊发表论文100余篇，SCI总他引4800余次，H因子47。近年来连续入选斯坦福大学“2022全球前2%学者榜单”、爱思唯尔中国高被引学者。

报告主题：面向经典用户的量子联邦学习框架

摘要: 在量子联邦学习场景中，多个具有量子计算能力的用户可以在保护数据隐私的情况下协同训练量子机器学习模型。由于每个用户都需要具备量子计算能力，其成本是昂贵的。我们提出了一个新的量子联邦学习框架，将量子计算能力部署于服务器端，而用户端只需要经典计算能力即可。具体来说，我们将经典数据编码到可观测量上，使用“阴影层析技术”来辅助量子机器学习模型的训练，从而消除了用户对量子计算能力的需求。该框架可降低量子联邦学习的实现成本，并扩展其潜在应用场景。

高力2012年于武汉大学获得学士学位，2018年于伊利诺伊大学厄本那香槟分校获得博士学位。2018年至2021年分别在美国德州A&M大学和德国慕尼黑工业大学完成博士后研究。2021年至2023年在美国休斯顿大学担任助理教授。2024年2月入职武汉大学。其研究方向为泛函分析和量子信息。

报告主题：GNS对称量子信道的强数据处理不等式

摘要: 量子相对熵是量子信息理论中的一个基本度量。其广泛应用背后的关键性质是其在量子信道下的单调性，也称为数据处理不等式，即在量子信道作用后，两个量子态的相对熵不会增大。在本次报告中，我将讨论一个强数据处理不等式，即在GNS对称量子信道作用后，相对熵通常会严格收缩。在连续时间意义下，这样的强数据处理不等式给出了研究开放量子系统混合时间的重要工具。

田国敬，中国科学院计算技术研究所副研究员，CCF量子计算专委执行委员，CCF理论计算机专委执行委员。曾获通信学会优博，入选博新计划。主要研究方向有：量子算法设计、量子电路优化、量子非局域性、量子模拟等，目前已在TCAD、PRR、QST等相关领域国际期刊及会议上发表论文二十余篇。主持多项北京市自然科学基金和国家自然科学基金项目。

报告主题：NISQ阶段的量子线路合成优化

摘要: 在NISQ阶段，几乎所有量子计算硬件中的量子比特连接结构都受到一些限制和约束，因此在受限量子比特连接结构下对量子线路进行合成与优化就显得尤为重要和紧迫。在这次报告中，我们针对量子态制备、酉矩阵合成、等距映射合成等三类重要问题设计量子线路合成算法；在任何连接结构下，该算法使用的CNOT门个数仅仅是最新全连通结构算法使用的CNOT门个数的5/3倍；对于一些特定连接结构，比如格图，该倍数可以降到1.126倍。进一步，我们利用数值实验验证了上述理论算法。这些结果表明：良好设计的量子线路合成算法可以弥补NISQ硬件比特连接结构的限制，同时这些结果可以为大规模量子硬件设计提供可能的理论指导。

张佳瑜就职于中关村实验室，研究方向为量子信息与密码学。张佳瑜的研究成果聚焦于量子密码学的基础理论与协议设计，重点研究安全量子计算、量子计算验证与密码学中的新型量子优势等问题。张佳瑜的论文发表于STOC、FOCS、TCC等国际顶级或一流会议。张佳瑜博士毕业于波士顿大学，之后在加州理工学院进行博士后研究，2023年6月回国。

报告主题：新型量子密码学协议设计

摘要: 量子信息的发展为密码学带来了全新的问题与可能性。该领域内近年来广受关注的两类问题是“安全量子计算”问题与“量子优势”问题。在安全量子计算问题中，我们想要确保量子计算过程的安全可信。一个著名的例子为量子计算验证问题：一个只具有经典计算能力的用户，能否借助密码学手段，验证不可信量子服务器给出的量子计算结果？另一方面，我们希望知道：量子信息如何帮助我们实现经典密码学无法完成的任务？量子密钥分配是这一类问题的一个著名例子；除此以外，还有哪些密码学任务可以借助量子信息的力量更好地完成？在报告中，我们将介绍这一领域近年的进展与成果，以及我们在这方面做的工作。