賓夕法尼亞州立大學(xué)獲71.5萬美元的NSF贈款 以推進量子計算

北京時間3月21日消息(余予)近日,賓夕法尼亞州立大學(xué)電氣工程與計算機科學(xué)學(xué)院職業(yè)發(fā)展副教授Swaroop Ghosh、Joseph和Janice M. Monkowski表示,量子計算機可能提供比傳統(tǒng)計算機更強大的計算能力,但它們的發(fā)展受到安全和課程開發(fā)方面的差距的阻礙。

Swaroop Ghosh從美國國家科學(xué)基金會(NSF)獲得了兩項總計71.5萬美元的資助,用于推進量子計算。他的目標(biāo)是通過了解安全風(fēng)險、策劃更全面的教育方法這兩個項目來支持量子計算領(lǐng)域的發(fā)展。

提高安全性以實現(xiàn)大規(guī)模量子計算

Ghosh表示,量子電路是量子計算機的組成部分,有朝一日可以解決經(jīng)典計算機無法解決的重大科學(xué)問題。然而,它們可能包含嵌入式知識產(chǎn)權(quán),如果沒有適當(dāng)?shù)陌踩胧?,這些知識產(chǎn)權(quán)可能會面臨風(fēng)險。

“我們需要更好地了解安全資產(chǎn)、潛在威脅和防御措施,”Ghosh表示,“否則,未受保護的量子電路可能會失去敏感的知識產(chǎn)權(quán),并由于對可能具有國家或全球重要性的量子計算機問題的優(yōu)化不佳而帶來重大的安全問題?!?/p>

Ghosh計劃通過一筆為期三年、價值50萬美元的贈款確定量子電路中可能導(dǎo)致安全漏洞的漏洞。他將專注于多租戶計算,允許多個用戶在共享相同硬件的同時執(zhí)行操作。Ghosh指出,多租戶對用戶來說可能更便宜、更方便,但由于其計算單元的連接性更強,會帶來獨特的安全風(fēng)險。研究人員還將檢查其他可能允許篡改、逆向工程和安裝惡意軟件的漏洞。

在識別出主要威脅之后,研究人員的目標(biāo)是在電路和系統(tǒng)層面開發(fā)量子計算機的防御系統(tǒng)。團隊使用的方法將可用于商業(yè)優(yōu)化工具。

“通過解決安全缺陷,該項目將消除量子計算機在安全和隱私敏感領(lǐng)域應(yīng)用的主要障礙,”Ghosh表示,“這將導(dǎo)致量子計算機在醫(yī)療保健、能源和國防領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,從而產(chǎn)生積極的經(jīng)濟影響?!?/p>

將實際的量子計算問題帶入課堂

Swaroop Ghosh表示,為了讓量子技術(shù)繼續(xù)進步,它的教育也必須發(fā)展。他獲得了一項為期兩年、價值21.5萬美元的資助,用于創(chuàng)建一個動手實踐的量子計算高等教育課程。

“該項目將通過提高對量子計算引起的網(wǎng)絡(luò)安全威脅的認(rèn)識來影響社會,”Ghosh表示,“擁有最少先決知識的學(xué)生可以參加這項課程,從而使大量本科生在其職業(yè)生涯的早期階段接觸到量子計算和網(wǎng)絡(luò)安全問題。”

通過開發(fā)量子安全和信任教育框架,Ghosh的團隊將設(shè)計一個新課程,其中包含動手操作活動和游戲以及結(jié)構(gòu)化培訓(xùn)。擬議的課程將允許學(xué)生創(chuàng)建各種量子電路,并通過模擬和物理硬件對其進行驗證。Ghosh表示,基于云對量子硬件和模擬軟件的訪問將使學(xué)生能夠通過資源共享以更低的成本參與個性化學(xué)習(xí)。

通過培訓(xùn)學(xué)生將量子計算的理論知識應(yīng)用到實際硬件,這一課程旨在讓學(xué)生更好地為該領(lǐng)域的職業(yè)生涯做好準(zhǔn)備。擬議的課程可以促進量子計算應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)安全方面的進步,以抵御基于量子計算的攻擊。

“現(xiàn)在迫切需要彌合課程作業(yè)和行業(yè)發(fā)展之間日益擴大的差距,”Swaroop Ghosh表示,“這一課程將有助于確保有足夠熟練的勞動力準(zhǔn)備好應(yīng)對因量子計算日益普及所帶來的機遇和威脅?!?/p>

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2022-03-21
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