量子计算与密码

课程编码：1802290812Z1P4001H 英文名称：Quantum Computing and Cryptography 课时：20 学分：1.00 课程属性：研讨课 主讲教师：孙思维等

"本课程是密码学院信息安全学科专业课。本课程介绍量子计算和量子计算在密码协议、密码分析中的应用。本课程将以线性代数为起点，构建量子计算的理论体系，因此完全不需要任何物理（如量子力学）的前置知识。
通过本课程的学习,要求学生了解量子计算在密码学中的应用，引导学生在未来的相关研究中有效利用量子计算这一新型计算范式。"

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第一章 量子计算基础
第1节 单Qubit和双Qubit量子系统 0.5学时 孙思维
第2节 N-Qubit系统及其测量 0.5学时 孙思维
第3节 基本量子变换与量子随机存储 1.0学时 孙思维
第二章 量子电路
第1节 经典运算的量子实现 1.0学时 孙思维
第2节 量子电路的综合与优化 2.0学时 孙思维
第3节 密码算法的量子电路实现 1.0学时 孙思维
第三章 简单量子算法
第1节 量子并行性 1.0学时 孙思维
第2节 Deutsch算法、Deutsch-Jozsa算法 2.0学时 孙思维
第3节 量子随机游走 1.0学时 孙思维
第四章 量子算法及其密码学应用
第1节 Simon算法与密码分析 2.0学时 吴保峰
第2节 Grover算法与穷举攻击 2.0学时 吴保峰
第3节 BHT算法与碰撞攻击 2.0学时 吴保峰
第五章 量子傅里叶变换及应用
第1节 量子傅立叶变换与相位估计 1.0学时 吴保峰
第2节 Shor算法与整数分解 2.0学时 吴保峰
第3节 量子傅里叶变换的一般应用 1.0学时 吴保峰

孙思维，中国科学院大学密码学院教授，博士生导师。主要研究兴趣为对称密码算法设计与分析自动化、密码算法的优化与安全实现以及基于量子计算的对称密码分析。近些年在Journal of Cryptology、CRYPTO、EUROCRYPT、ASIACRYPT、FSE、USENIX Security、DSN等密码学和信息安全会议上发表论文40余篇。参与了973和国家变革性重点研发计划等多个重要项目，主持国家重点研发计划课题一项，主持“十三五”密码发展基金重点项目一项。设计并开发了一套基于混合整数规划的自动化密码分析平台，在多个国家相关部门的算法分析与设计任务中得到了重要应用。2020年获中国密码学会密码创新奖。 吴保峰，中国科学院信息工程研究所副研究员，硕士生导师。主要从事密码数学理论、密码算法设计与分析相关领域研究，在IEEE-TIT、FFA、ISIT、FSE、CHES等国际期刊或会议发表论文30余篇，主持国家自然科学基金面上项目、青年基金以及密码合作基金等科研项目十余项，曾获党政密码科技进步三等奖（排名4），近年来指导研究生参加“全国高校密码数学挑战赛”获全国总决赛一等奖2项、二等奖4项、优秀指导教师奖1项。