Education DCL: EAGER: Experiential Learning Platform and Curricular Modules for Quantum Computing Security and Privacy Education

教育 DCL:EAGER:量子计算安全和隐私教育的体验式学习平台和课程模块

基本信息

  • 批准号:
    2335788
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-10-01 至 2025-09-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Quantum computing is a revolutionary technology due to its advantage of exponential speedup in certain computational tasks compared with the classical computing paradigm. A number of vendors nowadays provide cloud-based access to physical quantum computers for researchers to design, implement, and optimize quantum algorithms. However, with prevailing malicious attacks to cyber infrastructure, this cloud-based quantum-classical model introduces significant security and privacy concerns to quantum computing systems. It becomes imperative to cultivate skilled cybersecurity professionals with expertise in quantum computing. However, this is challenging due to the lack of educational material that integrates both quantum computing and cybersecurity and privacy subjects. This project fills this gap by developing a comprehensive set of curricular modules and an experiential learning platform with hands-on labs to support quantum computing systems security and privacy (QuanSP) education and workforce development at scale.The project team is developing hands-on labs and curricular modules for integrated multidisciplinary quantum computing and cybersecurity education. It allows students to learn two traditionally disconnected subjects with experimentation labs and engaging curricular modules. These materials incorporate socio-technical aspects of QuanSP to provide a holistic understanding of the subject matter. The learning-by-seeing-and-doing experience offered by the visualization-driven lab platform fosters systematic thinking of learners on quantum computing security and privacy. The project further provides hands-on opportunities to implement and create sophisticated security- and privacy-by-deign strategies to counteract adversarial threats targeting different layers in the cloud-based quantum computing ecosystem. The project team is integrating the developments into curricula at different levels and disseminating the outcomes to the broader community in the field through outreach activities to advance QuanSP research and education. The investigators are committed to broadening the participation of women and minorities by involving them as undergraduate and graduate student researchers in the project.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
量子计算是一项革命性的技术,因为它在某些计算任务中具有与经典计算范式相比的指数加速优势。如今,许多供应商提供基于云的物理量子计算机访问,供研究人员设计、实现和优化量子算法。然而,随着对网络基础设施的恶意攻击的盛行,这种基于云的量子经典模型给量子计算系统带来了重大的安全和隐私问题。培养具有量子计算专业知识的熟练网络安全专业人员势在必行。然而,由于缺乏整合量子计算和网络安全和隐私主题的教育材料,这是具有挑战性的。该项目填补了这一空白,开发了一套全面的课程模块和一个带有实践实验室的体验式学习平台,以支持大规模的量子计算系统安全和隐私(QuanSP)教育和劳动力发展。项目团队正在开发实践实验室和课程模块,用于集成多学科量子计算和网络安全教育。它允许学生通过实验室和引人入胜的课程模块学习两个传统上不相关的科目。这些材料包含QuanSP的社会技术方面,以提供对主题的全面理解。可视化驱动的实验室平台提供的边看边做的学习体验,促进了学习者对量子计算安全和隐私的系统思考。该项目还提供了实践机会,以实施和创建复杂的安全和隐私设计策略,以应对针对基于云的量子计算生态系统中不同层的对抗性威胁。项目小组正在将这些发展纳入各级课程,并通过外联活动向实地更广泛的社区传播成果,以推进QuanSP的研究和教育。研究人员致力于扩大妇女和少数民族的参与,让他们作为本科生和研究生参与该项目。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)

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