2026年3月19日——假设你编写了某款电子游戏的核心逻辑，需要与美术和设计人员协作实现游戏开发。虽然可以直接提供完整源代码，但如果合作链中存在恶意人员，他们可能窃取代码并篡改后据为己有。真正的需求在于：让他人能运行程序却无法窥探其工作原理。

这个被称为“程序混淆”的难题已困扰计算机科学家数十年。经典计算机领域的解决方案已属不易，而量子计算机领域的相关研究更被视为难上加难。

南加州大学维特比工程学院的计算机科学博士生黄米扬（音译）可能在这一领域取得了重要突破。她与合作者撰写的论文近日荣获2025年IEEE计算机科学基础研讨会“马赫特学生最佳论文奖”，这是理论计算机科学领域最具竞争力的荣誉之一，也是南加大博士生首次获此殊荣。

破解悬而未决的难题

黄米扬与华盛顿大学博士生唐尔成（音译）合作的论文，攻克了量子密码学中一个核心未解难题：如何在允许他人运行量子程序的同时，隐藏其内部工作机制。“该研究首次证明了对广泛量子程序实现混淆的可能性，”黄米扬表示，“当前量子密码学的发展阶段，犹如数十年前经典密码学的处境。这项工作为完全量子环境下的程序混淆迈出了关键一步。”

突破性技术路径

研究团队首先提出了专向量子环境的新定义框架，因为经典定义无法应对量子攻击者的额外能力。随后通过创新性整合三项核心技术：开发了保护量子程序内部状态的同时允许授权计算的方法；创建了能隐藏程序逻辑的新型量子电路表征方式；运用量子隐形传态技术处理量子输入输出。最终通过严格数学证明，构建出能精确执行预设功能且杜绝信息泄露的量子程序混淆方案。

背后的科研故事

黄米扬特别感谢其导师、南加大计算机科学系张佳鹏助理教授给予的学术自由：“从博士一年级开始，张教授就鼓励我挑战高难度课题。这种不惧失败的科研环境，让我能持续探索大胆构想。”华盛顿大学的Andrea Coladangelo教授在合作访学期间为论文关键改进提供了重要支持，Rachel Lin教授则强化了团队在程序混淆领域的理论基础。

未来展望

黄米扬计划继续深耕理论密码学与计算复杂性理论，并日益关注密码学与人工智能的交叉领域。虽然最初试图解决更宏大的问题版本，但通过灵活调整研究路径，团队最终在理想化模型中实现了对任意量子电路的混淆方案。“这段经历证明，以持久力和灵活性应对难题，往往能收获意外突破。”她总结道。对于这个1976年提出的经典难题在量子计算时代的新解答，此番突破意义远超预期。