信息安全保障的关键要素

1. 可用性（Availability） 在突发事件下，依然能够保障数据和服务的正常使用，如网络攻击、计算机病毒感染、系统崩溃、战争破坏、自然灾害等。
2. 机密性（Confidentiality） 能够确保敏感或机密数据的传输和存储不遭受未授权的浏览，甚至可以做到不暴露保密通信的事实。
3. 完整性（Integrity） 指能够保障被传输、接收或存储的数据是完整的和未被篡改的，在被篡改的情况下能够发现篡改的事实或者篡改的位置。
4. 可认证性（Authentication） 也称真实性，指能够确保实体（如人、进程或系统）身份或信息、信息来源的真实性。
5. 不可否认性（Non-repudiation） 指能够保证信息系统的操作者或信息的处理者不能否认其行为或者处理结果，这可以防止参 与某次操作或通信的一方事后否认该事件曾发生过。

密码技术在保障信息安全中的作用

1. 保密性服务 保护数据以防窃听为主的被动攻击。保护方式可依据通信关系（一对一还是一对多）、保护范围等因素而不同。
2. 完整性服务 和保密性服务一样，完整性服务也能应用于整个消息流、单个消息或一个消息的某一选定域。用于保证所接收的消息未经插入、篡改、 重排或重放，因此和所发出的消息是完全一样的。
3. 认证服务 用于保证通信的真实性。在单向通信的情况下，认证服务的功能是使接收者相信消息确实是由它自己所声称的那个信源发出的。在双 向通信的情况下，在连接开始时，认证服务则使通信双方都相信对方是真实的（即的确是它所声称的实体）。
4. 不可否认业务 用于防止通信双方中的某一方对所传输消息的否认，接收方收到消息后，能够证明这一消息的确是由通信的另一方发出的。

量子计算

• 量子计算利用量子叠加和干涉等原理进行量子并行计算，可以在特定问题上相对于经典计算提供指数级加速，为若干大规模计算难题提供了解决方案。量子计算机广义上包括通用量子计算机和专用量子模拟机。

量子计算机

• 实现通用量子计算机需要满足五条基本的 DiVincenzo 条件：

1. 可定义量子比特 表征/定义量子比特
2. 量子比特有足够的相干时间 退相干时间比门操作时间长
3. 量子比特可以初始化 能很好的将量子态初始化至初态
4. 可以实现通用的量子门集合
5. 量子比特可以被读出 具有特定量子比特的测量能力

• 附加的条件

1. 能转换静态和飞行比特
2. 能在特定区域专一地传输飞行比特

Five (plus two) requirements for the implementation of quantum computation:

1. A scalable physical system with well characterized qubits
2. The ability to initialize the state of the qubits to a simple fiducial state, such as |000...)
3. Long relevant decoherence times, much longer than the gate operation time
4. A universal set of quantum gates
5. A qubit-specific measurement capability

When we say communication we mean quantum communication: the transmission of intact qubits from place to place. This obviously adds more features that the physical apparatus must have to carry out this information processing. We formalize these by adding two more items to the list of requirements:

1. The ability to interconvert stationary and flying qubits
2. The ability faithfully to transmit flying qubits between specified locations

• 实现大规模的量子计算机，以上基本量子操作需要超过特定的容错阈值，并通过构建量子逻辑比特进行可扩展的容错量子计算。
• 在达到通用量子计算所需的量子比特数目、量子容错界限等方面的技术要求之前，可以实现专用的量子模拟器，即用可控的量子系统去模拟真实的多体量子系统，这在实现难度上低于通用量子计算机。
• 要构建一台真正具有通用计算能力的量子计算机，仍需要长期的努力。/ 实现实用的通用量子计算机技术难度很大，是一个长期任务。

发展趋势

• 为了（量子计算）领域的健康长期发展，除了要在基础研究领域做好操纵精度、可容错之外，规模化、实用性的量子计算研究可以沿如下路线开展：

1. 实现“量子优越性”或称“量子称霸”，即量子模拟机针对特定问题的计算能力超越经典超级计算机，这一目标已在 2019 年由 Google 在其超导量子计算系统上率先实现，在 2020 年由中国科学技术大学在其光量子计算系统再次实现；
2. 实现具有应用价值的专用量子模拟系统，可在组合优化、量子化学、机器学习等方面发挥效用；
3. 实现可编程的通用量子计算机，能在经典密码破解、大数据搜索、人工智能等方面发挥巨大作用。