报告题目：信息安全的量子矛和盾

报告人：龙桂鲁教授 清华大学、北京量子信息科学研究院

报告时间：2024年9月23日16:30

报告地点：中心校区知新楼C1011

报告邀请人： 仝殿民教授

报告内容介绍：

信息安全乃国家之重大需求。量子信息的出现，使信息安全的局面愈发复杂。量子计算犹如一支锐利的 “矛”，能够颠覆当下正在使用的 RSA、椭圆函数等非对称密码算法，同时也降低了 AES 等对称密码的安全性。而量子通信则以量子态为载体来传输信息，具有感知窃听的强大能力，恰似一面坚固的信息安全量子 “盾”。本报告将介绍相关发展。

在量子 “矛” 方面，理论上已证明 Shor 算法能够破解 RSA 等密码算法，然而该算法所需的量子计算硬件在比特数目和计算层数上远超近期所能达到的水平。另一方面，2022 年中国学者提出了量子和经典混合算法，有望在近期的量子硬件上大数分解，为大数分解开辟了新的路线，引起了国际的广泛关注。

在量子 “盾” 方面，中国学者于 2000 年原创性地提出了以量子态直接安全传输信息的量子安全直接通信（QSDC）技术，这与利用量子态协商密钥的量子密钥分发（QKD）有所不同。美加学者在 1982 年就曾研究 QSDC ，后因论文被拒转而研究 QKD，而他们关于 QSDC 的论文也在 2014 年首次得以发表。历经二十多年的发展，QSDC 日趋成熟，它在高噪声、高损耗以及高安全要求的条件下能够实现安全可靠的通信。目前，已经实现了光纤和空间中QSDC的有线和无线演示，完成了城域系统、城际系统和网络系统这三个里程碑，并且在银行和 5G 专网中成功试用。

空地量子直接通信是构建全球量子网络、开展规模应用的关键所在。近来，已成功实现室外千米级空间量子直接通信以及星地量子态传输实验，充分证明了星地量子直接通信的可行性。