宾夕法尼亚州立大学获71.5万美元的NSF赠款 以推进量子计算

北京时间3月21日消息（余予）近日，宾夕法尼亚州立大学电气工程与计算机科学学院职业发展副教授Swaroop Ghosh、Joseph和Janice M. Monkowski表示，量子计算机可能提供比传统计算机更强大的计算能力，但它们的发展受到安全和课程开发方面的差距的阻碍。

Swaroop Ghosh从美国国家科学基金会（NSF）获得了两项总计71.5万美元的资助，用于推进量子计算。他的目标是通过了解安全风险、策划更全面的教育方法这两个项目来支持量子计算领域的发展。

提高安全性以实现大规模量子计算

Ghosh表示，量子电路是量子计算机的组成部分，有朝一日可以解决经典计算机无法解决的重大科学问题。然而，它们可能包含嵌入式知识产权，如果没有适当的安全措施，这些知识产权可能会面临风险。

“我们需要更好地了解安全资产、潜在威胁和防御措施，”Ghosh表示，“否则，未受保护的量子电路可能会失去敏感的知识产权，并由于对可能具有国家或全球重要性的量子计算机问题的优化不佳而带来重大的安全问题。”

Ghosh计划通过一笔为期三年、价值50万美元的赠款确定量子电路中可能导致安全漏洞的漏洞。他将专注于多租户计算，允许多个用户在共享相同硬件的同时执行操作。Ghosh指出，多租户对用户来说可能更便宜、更方便，但由于其计算单元的连接性更强，会带来独特的安全风险。研究人员还将检查其他可能允许篡改、逆向工程和安装恶意软件的漏洞。

在识别出主要威胁之后，研究人员的目标是在电路和系统层面开发量子计算机的防御系统。团队使用的方法将可用于商业优化工具。

“通过解决安全缺陷，该项目将消除量子计算机在安全和隐私敏感领域应用的主要障碍，”Ghosh表示，“这将导致量子计算机在医疗保健、能源和国防领域得到广泛应用，从而产生积极的经济影响。”

将实际的量子计算问题带入课堂

Swaroop Ghosh表示，为了让量子技术继续进步，它的教育也必须发展。他获得了一项为期两年、价值21.5万美元的资助，用于创建一个动手实践的量子计算高等教育课程。

“该项目将通过提高对量子计算引起的网络安全威胁的认识来影响社会，”Ghosh表示，“拥有最少先决知识的学生可以参加这项课程，从而使大量本科生在其职业生涯的早期阶段接触到量子计算和网络安全问题。”

通过开发量子安全和信任教育框架，Ghosh的团队将设计一个新课程，其中包含动手操作活动和游戏以及结构化培训。拟议的课程将允许学生创建各种量子电路，并通过模拟和物理硬件对其进行验证。Ghosh表示，基于云对量子硬件和模拟软件的访问将使学生能够通过资源共享以更低的成本参与个性化学习。

通过培训学生将量子计算的理论知识应用到实际硬件，这一课程旨在让学生更好地为该领域的职业生涯做好准备。拟议的课程可以促进量子计算应用和网络安全方面的进步，以抵御基于量子计算的攻击。

“现在迫切需要弥合课程作业和行业发展之间日益扩大的差距，”Swaroop Ghosh表示，“这一课程将有助于确保有足够熟练的劳动力准备好应对因量子计算日益普及所带来的机遇和威胁。”

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