光子盒研究院出品
01
本周头条
This week's headlines
中国通信学会量子计算委员会成立
2022年9月25日，中国通信学会量子计算委员会（CIC量子计算委员会）成立大会在线上成功召开。中科院量子信息重点实验室主任、中国科学院院士郭光灿先生发表致辞，中国通信学会副理事长兼秘书长张延川先生出席并发表讲话，副秘书长文剑先生主持会议。
会上宣读了第一届委员会组成名单，推选郭光灿院士为名誉主任委员，选举中科院量子信息重点实验室副主任、中科大微电子学院副院长、中科大先进技术研究院副院长郭国平教授为主任委员，华中科技大学物理学院院长蔡建明教授、中国铁塔股份有限公司通信技术部副总经理吴晓梅女士、合肥本源量子计算科技有限责任公司总经理张辉博士、广东德美精细化工集团股份有限公司董事长黄冠雄同志、安徽问天量子科技股份有限公司副总裁刘云同志、建信金融科技有限责任公司量子金融实验室主任吴磊同志、工业和信息化部通信工程定额质监中心创新评价中心主任韩剑同志共七人为副主任委员。
https://mp.weixin.qq.com/s/Jzh1MIDDkasopVIUAlTyMA
硅基通用量子计算机的量子比特数量创造新的世界纪录
荷兰QuTech量子计算研究中心的研究人员已经在一个完全可操作的阵列中设计出了创纪录数量的六个硅基自旋量子比特。重要的是，通过新的芯片设计、自动校准程序以及量子比特初始化和读出的新方法，这些量子比特可以实现低错误率的运行：这一进展将有助于实现基于硅的可扩展量子计算机。
为了制造量子比特，单个电子被放置在一个由六个“量子点”组成的线性阵列中，其间距为90纳米。“自旋”被用来定义一个量子比特，其方向定义了0或1的逻辑状态。该团队使用精细调谐的微波辐射、磁场和电势来控制和测量单个电子的自旋，并使其相互作用。
实验结果显示，所有平均单量子比特门保真度都在99.77±0.04%和99.96±0.01%之间：这表明，即使在这个扩展的量子比特阵列中，研究人员也实现了高保真单量子比特控制。双量子比特门是通过脉冲相邻点之间的（虚拟）屏障门来实现的，同时保持在对称点。通过在六量子比特阵列上建立单量子比特和双量子比特控制，科学家继续创建和量化跨量子点阵列的成对纠缠，作为量子比特控制质量的衡量标准。
https://mp.weixin.qq.com/s/3sJh0QZCXg7S9q8GGHtYsw
硅基量子计算机的又一突破：相干时间提高100倍以上
新南威尔士大学的工程师将他们的量子计算处理器保存信息的时间(相干时间)大大延长了100倍以上，9月27日研究成果以《在硅中实现用于全局量子比特控制的高级修整协议》为题，发表在《应用物理快报》期刊上。
两毫秒或千分之二秒在量子计算的世界里是一个超长的时间。现在，新南威尔士大学的一个研究小组在证明硅自旋量子比特可以保持信息长达两毫秒方面取得了新的突破：这一成就被称为“相干时间”，即量子比特在日益复杂的计算中可以被操纵的时间长度，它比以前同一量子处理器的基准时间长100倍。
https://mp.weixin.qq.com/s/Agtfwt8wCDGRkET9q1UJBQ
错误率持续降低！霍尼韦尔再创8192量子体积世界纪录
上周，霍尼韦尔旗下量子计算公司Quantinuum总裁兼首席运营官Tony Uttley在科罗拉多州举行的IEEE量子周活动上发表主题演讲《量子计算的测量方法》时，宣布了三项重大成就。这三个里程碑代表了量子计算生态系统的可操作性加速，它们是：
H系列硬件上新的任意角度门（arbitrary angle gate）功能；
System model H1硬件的新QV记录；
Quantinuum开源的TKET——世界领先的量子软件开发工具包（SDK）的下载量超过50万次。
Quantinuum表示，这些进展是该公司持续展示其在量子计算领域领先地位的最新例证。
https://mp.weixin.qq.com/s/g09kr9qmaEnpZpG7rvrDbA
Atom Computing投资1亿美元建造下一代量子计算机
9月28日，Atom Computing宣布其在美国科罗拉多州博尔德的新研发设施开业，出席仪式的有行业和学术伙伴、联邦、州和地方政府的官员以及科罗拉多州国会代表团的代表。新设施是Atom迄今为止最大的设施，将容纳其未来几代高度可扩展的量子计算机——它使用光学捕获的中性原子的原子阵列。
Atom Computing首席执行官Rob Hays说：“领先的研究人员和公司正选择与Atom Computing合作开发量子化解决方案，因为我们的原子阵列有可能比其他量子比特技术规模更大、速度更快。”Hays说，该公司选择科罗拉多州是因为该地区的量子专业知识和顶尖人才，并计划在该州扩大其影响力。他说：“我们预计未来三年将在科罗拉多州投资1亿美元，因为我们制定了路线图，并雇用更多员工来支持这些努力。”
https://mp.weixin.qq.com/s/K1CumIMdV9_EztWRq2RM7A
英特尔进入全栈量子计算时代：首次发布SDK
在本周的2022英特尔创新大会上，随着量子SDK(软件开发套件)测试版的发布，英特尔加入IBM、谷歌的行列，成为一家全栈量子计算公司。现可通过英特尔开发者云平台DevCloud使用量子SDK测试版。除了测试版之外，英特尔预计将在2023年第一季度发布1.0版本。
英特尔量子SDK包括一个基于C++的直观用户界面，一个基于底层虚拟机(LLVM)的编译器工具链，一个针对执行混合量子经典算法而优化的量子运行时环境，以及一个高性能的英特尔量子模拟器(IQS)量子比特目标后端。未来的版本还将采用不同的目标后端，包括量子点量子比特模拟器，最终将提供英特尔量子点量子比特设备。
https://mp.weixin.qq.com/s/1hdf7uGleoy0uKlws9zfbg
02
战略政策
Strategy & Policy
2035年基本建成“世界量子中心”，合肥全力打造世界领先科技园区
9月24日，合肥高新区正式发布《合肥高新区建设世界领先科技园区行动方案》，将以建设未来产业创新改革试验区为核心，实现从国内领跑到世界领先。
合肥高新区党工委委员、管委会副主任吕长富表示，按照《行动方案》规划，到2025年，合肥高新区将力争在局部领域率先达到全球领先水平。其中，在科技引领方面，合肥高新区自主创新能力显著增强，诞生若干颠覆性技术，产生一批全球首创产品，突破不少于7大类50项卡脖子技术，提升国家战略科技力量科技成果转化率达20%以上，R&D强度达15%。
到2035年，合肥高新区将成为全国首个以量子产业为领先标志的世界领先科技园区，基本建成“世界量子中心”，实现从国内领跑到世界领先。
https://www.cnr.cn/ah/news/20220926/t20220926_526020207.shtml
美国能源部为量子材料研究提供1260万美元资金
2018年起，加州大学圣地亚哥分校领导了面向高能效神经形态计算的量子材料(Q-MEEN-C)项目。现在，经过层层筛选，美国能源部(DOE)宣布为该中心提供1260万美元的新资金。
量子材料是一类新材料，表现出比硅更复杂的量子力学行为，其一系列属性非常适合更高效和变革性的神经形态计算。在过去的四年里，他们成功地证明了量子材料由于其不同寻常的电子和磁性而具有巨大的潜力。开发神经形态计算的主要目标是模式识别、分类和学习。
https://today.ucsd.edu/story/physicists-continue-exploring-next-generation-computing
韩美开设了六个量子研究合作中心
韩美科学合作中心（KUSCO）宣布了六个不同的中心，以促进美国和韩国大学在各种量子研究项目上的合作。包括：
韩国科学技术研究院中心、NIST和芝加哥大学的量子纠错中心
梨花女子大学和杜克大学的离子阱量子计算中心
高丽大学和加州理工学院的自旋量子计算中心
韩国标准科学研究院和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的基于纠缠的量子网络中心
韩国科学技术院和哈佛大学的量子中继器中心
高丽大学、加州大学圣巴巴拉分校和麻省理工学院的量子传感中心
此外，芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)的David Awschalom教授和蒋良教授获得了100万美元的奖金，共同领导创建了量子纠错中心。
https://quantumcomputingreport.com/south-korea-and-the-u-s-open-several-centers-to-collaborate-on-quantum-research/
德国100-Qubit光量子计算机项目启动
9月23日，QuiX Quantum宣布，与德国航空航天中心(DLR)签订价值1400万欧元的通用量子计算机合同，将为DLR创建光量子计算机原型。
光量子计算机是DLR量子计算倡议的一部分，德国计划在未来四年内建造基于不同架构的量子计算机原型，包括超导、中性原子等。DLR于去年12月发布了《征集构建光量子处理器的提案》，通过竞争性招标程序授予大规模合同。
QuiX Quantum是一家位于荷兰的光量子技术初创公司。已经开发了一个非通用的量子计算机，正在运行的玻色采样器是一个特殊用途的量子计算机。其核心是QuiX Quantum光子处理器，其形式是一个可重复编程的干涉仪。目前，QuiX Quantum光子处理器已经成为英国、法国、德国和匈牙利等国领先的光子量子处理研究所的事实标准。
本次合同是在德国航天中心的量子计算计划框架内签订的，符合QuiX Quantum开发通用量子计算机的路线图：QuiX Quantum在量子光子学方面有多年的宝贵经验，这使他们得到了DLR的合同。QuiX表示，这代表了基于光的通用量子计算机的首次商业销售。
https://mp.weixin.qq.com/s/CYFAxKFrNVdqAKaleU15pQ
印度建立第一个国家量子材料技术的战略合作伙伴关系
总部位于班加罗尔的Hind High Vacuum Co. Pvt. Ltd.(HHV)是高科技电子和机械真空科学、薄膜技术和光学应用设备的领先供应商，与印度电子技术材料中心(C-MET)宣布建立战略联盟，以开发，在第一个国家量子材料技术中心(NCQMT)内制造和供应下一代技术，该中心在浦那C-MET发起并由印度政府电子和信息技术部(MeitY)资助。
HHV的设计、内部真空设备制造、工艺开发和C-MET的科学专长之间的直接联系，使双方能够通过快速设计、模拟周期和系统开发的内置专用程序，迅速优化产品设计。设想的开发工具是用于生长“量子材料”的利基尖端技术，包括微波等离子体增强化学气相沉积、热低压化学气相沉积、金属有机化学气相沉积和电感耦合等离子体-反应离子蚀刻。
量子材料包括表现出强电子关联、电子排序（如超导态）、磁性排序、拓扑效应和非常规带状色散的材料。在微观层面上，这些材料由于基本的四个自由度即电荷、自旋、轨道和晶格的改变而表现出奇异的电子特性。在材料研究中，量子材料对当前的理论提出了挑战，并具有一定的复杂性，需要复杂、强大的工具和方法来合成、理解和操纵它们。
https://globalprimenews.com/2022/09/26/bengaluru-based-hhv-and-c-met-pune-announce-strategic-partnership-for-first-national-quantum-materials-technology-in-india/
纽约大学石溪分校获得美国能源部资助，用于研究量子计算优势
纽约州立大学石溪分校计算机科学系助理教授SuparthaPodder获得了能源部(DOE)提供的为期两年、价值40万美元的资助，用于研究量子科技。
该赠款是美国能源部1500万美元国家计划的一部分，旨在资助基础研究，以探索科学计算和极端规模科学中潜在的高影响方法。该研究将通过新的视角审视量子见证，以探索和更好地理解量子见证。为此，需要设计新的量子算法、证明经典见证的最优性以及研究量子见证的许多不同量子力学特性。
https://news.stonybrook.edu/university/computer-science-faculty-wins-doe-grant-to-study-quantum-computing-advantages/
03
量子计算与模拟
Quantum computing & simulation
国防科技大学在含噪环境下重构更大规模量子计算过程
实现量子霸权之后，量子计算进入含噪中等规模时代，如何理解和克服噪声成为量子计算迈向实用化的研究重点。国防科技大学计算机学院QUANTA团队，提出一种基于量子纠缠和机器学习的量子过程层析方法，能够有效抑制噪声并大幅减少层析开销，可在含噪环境下重构更大规模量子计算过程。基于该方法，QUANTA团队设计和研制成功一款可编程硅基光量子计算芯片，实验证实了方法的有效性。该成果在线发表于国际顶级期刊《物理评论快报》。论文审稿人评价，“这项工作在解决量子信息科学领域的关键问题上迈出了至关重要的一步。”
新方法通过引入量子纠缠，大幅减少了标准量子过程层析中的输入量子态数目，降低了所需的测量次数，又通过机器学习方法让实验系统中的各部分噪声在一定程度上相互抵消，能更精确地层析更大系统中的复杂量子过程。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/9/486884.shtm
人工智能将100000个方程的量子物理问题简化为四个方程
9月23日，《深度学习功能重整化群》论文发表在《物理评论快报》上：使用人工智能，物理学家将一个令人生畏的、需要100000个方程的量子问题压缩到了一个只有四个方程的小任务中，这将彻底改变科学家研究包含许多相互作用电子的系统方式。
问题涉及电子在网格状晶格上移动时的行为方式：当两个电子占据相同的晶格位置时，它们会相互作用。这被称为哈伯德（Hubbard）模型：它是几种重要材料类别的理想化，使科学家能够了解电子行为如何产生备受追捧的物质相。研究量子系统的一种方法是使用“重整化群”：这是物理学家用来观察系统行为（例如哈伯德模型）、修改温度等属性，或查看不同尺度属性如何变化的数学仪器。重整化群可能包含数万、数十万甚至数百万个需要求解的单个方程：每个方程式代表一对相互作用的电子。
作者使用一种神经网络来使重整化群更易于管理。首先，机器学习程序在全规模重整化群内创建连接；然后，神经网络调整这些连接的强度，直到找到一小组方程，这些方程生成的解与原始的超大规模重整化群相同。即使只有四个方程，该程序的输出也能捕捉到哈伯德模型的物理特性。此外，作者表示，在处理重整化群的其他领域中使用该技术也有令人兴奋的可能性，例如宇宙学和神经科学。
https://phys.org/news/2022-09-artificial-intelligence-equation-quantum-physics.html
玻色量子与京清能源集团达成“光量子计算+智能微电网”战略合作
2022年9月，玻色量子与京清能源集团有限公司成功达成联合研究战略合作，双方将共同在“光量子计算+智能微电网”领域建立长期的全面战略合作关系，并共同签署了合作协议。
此次合作，双方将围绕“光量子计算+智能微电网”领域开展合作协同、应用探索、资源共享等方面的合作模式，充分发挥各自专利技术优势，共同开展光量子信息技术在源网荷储领域中的应用研究，探索光量子与用能负荷控制、储能技术以及协调配电技术相结合的应用创新，在光量子信息技术与源网荷储领域应用方面开展人才培养、技术交流、项目协同、产业促进等合作。
https://mp.weixin.qq.com/s/Frme9yhGNq51VrMdgfd-yw
研究人员在多体量子系统模型方面取得进展
研究人员已经计算出当一个量子态的演化因缺乏最终态而受到抑制时，它衰变的可能性。
量子系统是脆弱的，这意味着特定的量子状态通常会随着时间的推移衰变为其他状态。这个衰变过程由费米的黄金法则(FGR)形式化，在其传统形式化中，当量子系统状态存在无限连续的状态时（例如，当一个受激原子将光子发射到真空中时），它就适用。巴西物理研究中心的Tobias Micklitz及其同事开发并解决了一个模型，该模型显示了当量子系统的初始状态与分布在离散能级上的有限状态集耦合时，量子系统如何演变。
Micklitz说，他们的模型可以成为更复杂的多体量子系统模型的基础。
https://physics.aps.org/articles/v15/s131
科学家开发了鲁棒且可扩展的分子量子比特
芝加哥大学、格拉斯哥大学和麻省理工学院的研究人员发现，分子量子比特在不对称环境中更加稳定，从而扩展了此类量子比特的可能应用，尤其是作为生物量子传感器。
尽可能多地屏蔽量子比特免受外部影响是尝试增加其相干时间的一种方法，通过将分子量子比特放置在不对称晶体阵列中，该团队发现某些量子态对外部磁场的敏感性要低得多，因此具有更长的相干时间：10µs，而对称晶体阵列中相同量子比特的2µs。
https://phys.org/news/2022-09-robust-scalable-molecular-qubits.html
英国量子纠错(QEC)项目启动官方网站
英国量子纠错(QEC)项目启动了官方网站，以宣传和交流该联盟的宗旨、活动和运营，并为利益相关者提供更方便、更快捷的有用内容。由Innovate UK的产业战略挑战计划资助，QEC项目网站将介绍该联盟构建纠错量子计算机的创新方法。
QEC项目汇集了量子硬件和软件专家，创建了一个新的量子生态系统，以解决使量子计算机完全商业化的主要挑战之一。由Universal Quantum领导的11个合作伙伴组成的联盟旨在将端到端的量子计算解决方案商业化。该项目使政府、学术界和行业能够合作开发第一台基于可扩展的离子阱技术的可云访问、纠错、可扩展的量子计算机，并将该技术主要应用于航空航天行业的高影响力计算流体动力学(CFD)模拟。
https://www.hpcwire.com/off-the-wire/qec-project-consortium-launches-new-website/#foobox-1/0/qec-project.png
OQC量子计算机入驻Cyxtera数据中心
9月28日，欧洲领先的量子计算公司牛津量子电路（OQC）和数据中心托管和互连服务的全球领导者Cyxtera（纳斯达克股票代码：CYXT）宣布，客户将很快可以通过Cyxtera的阅读数据中心LHR3访问量子计算即服务（QaaS）。
此次合作将标志着世界上第一次将量子计算机集成到托管数据中心。整个Cyxtera英国数据中心的客户将能够通过Cyxtera数字交换访问OQC的量子计算机，从而大大减少量子算法和用例的延迟时间。通过在Cyxtera数据中心内直接提供访问，OQC将使量子计算更易于访问，并减少通常与经典应用程序和量子计算机之间的距离相关的局部性和邻近性挑战。OQC还将加入Cyxtera服务提供商生态系统，其创新的增值解决方案可通过市场提供给2300多家Cyxtera客户。
这一部署标志着将量子计算从“实验室”环境转移到完全托管的行业就绪环境的重要一步，该环境具有随着技术成熟而需要的安全性、互连性、网络带宽和冗余基础架构。
https://oxfordquantumcircuits.com/oqc-cyxtera-quantum-datacenter
Archer Materials已在室温下实现了量子比特组件的片上电子传输
Archer Materials宣布，它在开发12CQ量子芯片技术方面取得了进一步进展，在室温下实现了量子比特组件的片上电子传输。Archer一直高度关注其12CQ芯片的开发，它认为这是一项“世界首创”的技术，旨在开发面向未来的量子计算移动设备(QPMD)。
Archer的持续努力已经通过纳米制造设备推动了12CQ量子芯片的发展，纳米制造设备包含电路，集成了碳基量子位材料。Archer使用与代工兼容的光刻工艺在硅片上制造了这些设备，强调了在室温下可控电流可以通过量子比特材料传输。
https://smallcaps.com.au/archer-materials-integrates-qubit-material-step-towards-practical-quantum-chips/
南科大本科生PRL发文实现由不定因果序驱动的量子冰箱
近日，南方科技大学物理系师生在实验中实现了由不定因果序驱动的量子冰箱。相关成果发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。
研究人员在核磁共振量子模拟器上进行实验，首次在4个核自旋量子比特系统上演示了不定因果序过程中的神奇热力学性质。研究人员将四个原子核中的碳原子核作为“因果目击者”，一个氟原子核作为冰箱的工作物质，另外的两个氟原子核作为与工作物质温度相同的热源。通过将“因果目击者”制备到不同状态，从而控制工作物质与两个热源接触的顺序。当“因果目击者”处于|0>或|1>时，工作物质以固定的顺序先后与热源1（事件A）和热源2（事件B）接触；当“因果目击者”处于|0>和|1>的量子叠加状态时，工作物质就将以不定因果序与热源接触，也就是量子版本的冰箱。最后对“因果目击者”进行测量，当其处于|0>-|1>时，工作物质将从热源吸热，也就是可以达到“冰箱”的制冷效果；反之，当其处于|0>+|1>时，工作物质将向热源放热。换句话说，即使工作物质和两个热源始终处于相同的温度，在不定因果序热接触的情况下，仍然可以发生热传递效应。
接下来，利用不定因果序的这个性质，研究人员设计了一个如下图所示的四冲程量子冰箱：(1)工作物质与两个低温热源发生不定因果序的热接触过程，之后对“因果目击者”（小妖精）进行测量。“因果目击者”对测量结果进行判断。当结果为|0>-|1>时，热力学循环继续；反之则持续过程(1)，直到测量结果为|0>-|1>；(2)工作物质与高温热源接触并放热；(3)工作物质与低温热源接触并放热；(4)对“因果目击者”和工作物质进行初始化。研究人员重点考察了这个过程中的能量传递、冰箱实验的成功概率、以及工作效率等性质。
在对基于不定因果序的冰箱进行实验研究时，研究人员发现该冰箱的工作效率受限于过程(1)中对“因果目击者”测量的成功概率，且总会被限制在一个较小的值（约0.08）。为了提高冰箱的工作效率，研究人员提出了一种基于密度矩阵指数化（Density matrix exponentiation）的框架。这个方法将冰箱的效率提高了3倍，并且在实验上进行了验证。这项工作成功演示了一种基于不定因果序的非经典热交换作用，为今后量子冰箱的更多研究铺平了道路。
https://mp.weixin.qq.com/s/d2XPqmStBaw4kZEGqfUAFA
量子计算纠错新突破：首次实现立方相态
在三维微波腔中承载光的非经典状态已成为连续变量(CV)的量子信息处理的一个有前途的范例。查尔姆斯理工大学的量子技术研究人员成功地开发了一种在三维空腔中控制光量子态的高保真生成技术，这些量子态包括薛定谔猫态、二项式态、Gottesman-Kitaev-Preskill态，以及立方相态。除了创造以前已知的状态外，研究人员还首次展示了长期寻求的立方相态。这一突破是向量子计算机的高效纠错迈出的重要一步。
这项研究是在瓦伦堡量子技术中心（WACQT）的框架下在查尔姆斯进行的，WACQT是一项综合研究计划，其目的是使瑞典的研究和产业成为量子技术的领导者。该计划由Per Delsing教授领导，一个主要目标是开发量子计算机。
https://mp.weixin.qq.com/s/oAbI35H7Y_GMUGKPH6tLaw
科学家开发了全连接量子启发退火系统
在一项新的研究中，来自日本东京理科大学（TUS）的研究人员为大规模全耦合退火处理系统提出了一种可扩展的方法。科学家通过使用一个由多个耦合芯片组成的阵列计算器和一个控制芯片，它在FPGA中解决各种组合优化问题的速度和能耗方面可以轻松超过现代CPU。
Kawahara教授和他的同事展示了解决这一问题的巧妙方案。他们开发了一种新方法，在这种方法中，系统能量状态的计算首先在多个完全耦合的芯片中进行，形成一个“阵列计算器”。
第二种类型的芯片，称为“控制器芯片”，然后收集其余芯片的结果并计算总能量，用于更新模拟自旋的值。“我们的方法的优点是，在芯片之间传输的数据量极小，”Kawahara教授解释说。“尽管其原理很简单，但这种方法使我们能够实现一个可扩展的、完全连接的LSI系统，通过模拟退火解决组合优化问题。”
最重要的是，这些概念验证实验表明，提出的方法带来了真正的性能优势。与标准的现代CPU模拟相同的退火系统相比，在解决最大割问题时，FPGA实现的速度快了584倍，能效高了46倍。
https://mp.weixin.qq.com/s/xFJUXMTpYKhCmUw37os1ZQ
清华大学实现超越经典超算模拟能力的大规模量子模拟
近日，交叉信息院段路明研究组在离子阱量子模拟领域取得重要进展，在实验中借助离子量子比特首次实现了大规模杰恩斯-卡明斯-哈伯德（Jaynes-Cummings-Hubbard）模型的量子模拟，以研究非马尔可夫量子多体动力学过程。通过将32个离子和32个简谐振动模式制备在32个自旋-玻色子总激发的初态，该量子模拟问题的有效空间维度达到了2的77次方（千万亿亿量级），远远超越了现有经典超级计算机的直接模拟能力。
该成果论文《Observation of Non-Markovian Spin Dynamics in a Jaynes-Cummings-Hubbard Model Using a Trapped-Ion Quantum Simulator》近日发表于国际学术期刊《Physical Review Letters》。
https://mp.weixin.qq.com/s/jURSA0XpsNijMz5TqaOYLA
04
量子通信与安全
Quantum Communication & Security
American Binary与Aquarian Space合作，在太空构建后量子加密互联网
近日，American Binary宣布，正在与Aquarian Space合作，将后量子加密互联网带到月球和太阳系。
American Binary是后量子密码学和网络技术公司，构建了世界上第一个OSI模型第3层（网络层）实现的纯后量子Kyber结构之一，实现了电信公司所谓的线路速度。Aquarian Space计划在2024年第一季度部署其第一颗月球卫星，实际上为4K视频流带来了足够快的连接。
“我们将成为第一个通过后量子加密为人类在太空中的未来提供持久数字安全性的团队。想象一下，在未来，加密确保在任何可以想象的未来时间轴上，它都不会被破坏。这反过来又不仅确保了我们作为个人的隐私，而且通过受保护的知识产权确保了我们经济的完整性。根据世界上最伟大的密码学家和科学头脑，这种未来安全性是NIST标准化后量子密码学的真正承诺。”American Binary首席执行官Kevin Kane表示。
https://www.ambit.inc/news/newsroom/posts/1657059740/
GSMA、IBM和沃达丰建立后量子电信网络工作组
全球移动通信系统协会(GSMA)成立GSMA后量子电信网络工作组，由IBM和沃达丰作为初始成员，帮助定义政策、法规和运营商业务流程，以在先进量子计算的未来加强电信保护。
GSMA后量子电信网络工作组将帮助定义需求、确定依赖关系，并创建实施量子安全网络的路线图，从而降低与未来更强大的量子计算机相关的风险。GSMA后量子电信网络工作组将召开会议，推动这一新领域的共识和采用，它将面向三个领域：
战略——将量子安全能力整合到电信网络运营商的技术、业务流程和安全性中。
标准化——确定将量子安全能力集成到现有电信网络的需求和共同标准。
政策——就电信网络公共政策、法规和合规性提出建议，并确保整个行业的规模。
https://newsroom.ibm.com/2022-09-29-GSMA,-IBM-and-Vodafone-Establish-Post-Quantum-Telco-Network-Taskforce
德国通过光纤首次成功交换量子密钥
德国图林根州科学部提供了1100万欧元的资金，用于在图林根州开发量子通信网络的基础设施。目前该项目已经取得进展，弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所(Fraunhofer IOF)及其合作伙伴在耶拿和埃尔福特之间的一条测试路线上，首次通过光纤在75公里的距离上成功交换了量子密钥。在为期十天的测试中，发送了超过300000个量子密钥。
Fraunhofer IOF表示，这对于图林根州和德国的高安全性量子通信研究具有里程碑意义。
这条光纤路线是图林根州科学部资助量子应用实验室的一部分。除了测试路线之外，在埃尔福特和耶拿还建立了最先进的实验室，用于产生和分析量子态及其在高安全性通信中的应用。为了能够以量子安全的方式加密全球通信网络，IOF还设想在未来通过卫星进行交换。
https://mp.weixin.qq.com/s/1uG4o8kAoMlU4_oQEqgynQ
法兰西银行测试“后量子”安全技术
法兰西银行一直在测试“后量子”安全技术，因为它正在努力为量子计算使当前的IT系统容易受到黑客攻击的世界做准备。
为了保持领先于黑客，法兰西银行一直在与Cryptonext Security合作开展一个实验项目，使用所谓的“后量子”算法测试通信安全解决方案，这些算法可以抵抗未来量子计算机的强大功能。成功的测试能够证明这些后量子算法的能力，根据法国和国际信息安全当局的建议，以混合逻辑集成到其信息系统中。
该银行在一个完全运营的链中实施了一个“量子鲁棒”算法库，用于完全安全的数据交换。
法国银行DGIS副总经理Valérie Fasquelle表示：“通过成功实施后量子算法，法兰西银行展示了其掌握新加密技术的能力，以便在面对量子计算未来可能带来的安全风险时保持通信安全的最新状态。”
https://www.finextra.com/newsarticle/41018/banque-de-france-tests-post-quantum-security-tech
05
量子传感
Quantum sensor
中国科大在高性能金刚石量子器件制备上取得重要进展
中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在金刚石量子器件制备方向取得重要进展，发展了一种全新的基于自对准的光子学器件制备加工技术，可将氮-空位色心这一原子级量子传感器以纳米级精度加工到金刚石器件最佳工作位置，实现接近最优光学探测性能的量子传感器阵列。
这项研究成果以“Self-aligned patterning technique for fabricating high-performance diamond sensor arrays with nanoscale precision”为题发表在《科学进展》[Sci. Adv.8, eabn9573 (2022)]上。
使用该技术，研究团队实现了高性能金刚石纳米柱传感阵列的制造，该纳米柱传感器可用于生物传感、纳米级磁性材料成像等前沿应用。与传统制造技术相比，器件显示出高度一致且最优的光子计数率以及接近理论预期的器件产率。通过金刚石晶体取向进一步控制荧光发射偶极方向，团队最终实现单个NV色心饱和光子计数率达到~4.34Mcps，荧光强度提升大约20倍。
https://mp.weixin.qq.com/s/1YBExkz7ErLHQBwwG8LafA
量子精密测量在青藏高原冰芯定年上取得进展
中国科学技术大学卢征天、蒋蔚教授带领的单原子探测团队与云南大学田立德研究员带领的冰川学团队合作，首次对冰芯进行了氩-39（39Ar）同位素定年测量，为青藏高原羌塘冰川冰芯建立了上千年的精准年代标尺。
相关成果以“A Tibetan ice core covering the past 1,300 years radiometrically dated with 39Ar”为题于9月26日在《美国国家科学院院刊》上发表【Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2022, DOI:10.1073/pnas.2200835119】。
中科大研究团队发展了原子阱痕量分析 (ATTA) 方法，对极其稀有的39Ar进行单原子水平的灵敏探测。经过长期努力，团队大幅度提高了39Ar的检测效率、分辨率及灵敏度，近期成功地把定年分析所需冰样降低到了几公斤，从而实现了对冰芯的39Ar定年。通过测量39Ar同位素丰度，研究人员获得了整根冰芯在过去1300年的年龄分布，不确定度为7%-16%。研究人员将39Ar定年结果与基于数年层法构建的冰芯年代标尺做了比对，对其进行了修正，约束了冰川流动模型，最终建立了基于39Ar结果的新冰芯年标。
https://mp.weixin.qq.com/s/UBfkpoWCdEE7RNFYD_sbMw
06
教育人才
Education & Talents
牛津仪器公布2022年Nicholas Kurti科学奖
牛津仪器宣布，康斯坦茨大学物理系副教授Angelo Di Bernardo和保罗·谢勒研究所光子科学部研究员Alexander Grimm博士被选为2022年Nicholas Kurti科学奖的共同获奖者。
该奖项旨在表彰Di Bernardo在超导体/铁磁体混合物的自旋极化(自旋三重态)光谱方面的成就，以及在强相关电子材料和低维材料的表面和界面上发现新的耦合效应和量子相。
Grimm因其在量子信息处理的约瑟夫森结中的非线性效应方面的工作而获奖，包括：电压偏置的约瑟夫森结中非弹性库珀对隧穿发射光子的反聚束统计的实验证明；在双光子驱动的克尔非线性超导谐振器中创造一种新的自主稳定量子比特。
https://www.oxinst.com/news/oxford-instruments-nanoscience-announces-2022-nicolas-kurti-science-prize-winner/
Jeff Thompson因中性原子量子计算获得物理学新视野奖
2023突破奖基金会除了将基础物理学突破奖颁发给4位量子信息领域先驱以外，还为6位青年物理学家颁发了物理学新视野奖，其中普林斯顿材料学院电气与计算机工程副教授Jeff Thompson因为中性原子量子计算获奖，他开发了可以控制单个原子的光镊。
通过隔离和控制单个原子，Thompson和他的同事们开发了一种在量子计算机中处理信息的新系统。这种基于中性镱原子的系统具有鲁棒性，可用于量子纠错，这是在实用规模上构建量子计算机的关键障碍。Thompson之前获得了美国陆军研究办公室颁发的科学家和工程师总统早期职业奖(PECASE)，国家科学基金会颁发的职业奖和斯隆物理学研究奖学金。他于2016年加入普林斯顿大学，并于今年早些时候晋升为副教授。
https://indiaeducationdiary.in/thompson-wins-new-horizons-prize-in-physics-for-neutral-atom-quantum-computing/
量子软件公司Zapata Computing聘请前美军中将为公司顾问
量子软件公司Zapata Computing宣布前美军中将Michael Groen成为公司顾问。Groen拥有超过35年的军事和公共部门经验，曾在美国政府的多个安全和情报部门担任领导职务。作为Zapata的顾问，他将负责帮助该公司为其不断增长的公共部门产品制定产品和上市战略。
Zapata首席执行官兼联合创始人Christopher Savoie表示：“很明显，考虑到新技术的潜在有用应用以及它带来的威胁，国防部、情报界和公共部门正在越来越多地关注量子计算。我们继续看到联邦政府对我们的软件和专业知识越来越感兴趣，我们期待着Groen中将的指导和专业知识，以继续利用这一势头。”
https://www.zapatacomputing.com/news/zapata-computing-welcomes-new-advisor-lieutenant-general-michael-groen/
07
核心器材
Core equipments
华中科技大学在微纳集成固态量子系统方面取得重要进展
近日，华中科技大学物理学院陈学文教授带领的量子纳米光子学团队与浙江大学光电学院时尧成教授合作，在微纳集成固态量子系统方面取得重要进展，实现硅基光子结构和单分子固态量子系统的可控微纳集成，实验演示了共振激发下芯片上高纯度全同单光子的产生、波导耦合、路由和干涉分束，信号背景比例超过3000:1，量子跃迁长时间稳定、线宽保持傅里叶变换受限。该成果以“Photonic-circuited resonance fluorescence of single molecules with an ultrastable lifetime-limited transition”为题发表在《自然·通讯》。
该工作展示一种微纳集成固态量子系统和应用的物理实现平台，具备以下鲜明特征：(1)实现了固态量子辐射体“偶极取向”可控的微纳集成，且集成密度达1emitter/20nm，在一定程度上解决量子系统空间随机分布取向不可控的困难；(2)微纳集成的固态量子系统，具有线宽傅里叶变换受限、且跃迁频率长时间稳定，克服了异质集成和半导体纳米加工导致的跃迁频率快速抖动或缓慢漂移——这一普遍长期存在的困难；(3)演示了纯度极高的共振荧光单光子的片上产生、波导输运与干涉分束，测量表明“波导中”共振荧光信号背景比率超过3000:1，为实现片上高保真光子逻辑门奠定基础。该架构也能够较好地兼容诸如量子点、金刚石色心等其他固态量子体系。因此，这项工作为混合集成量子光芯片研究领域拓展了新体系、展现了可扩展大规模集成全同量子系统的重要前景。
http://phys.hust.edu.cn/info/1211/8006.htm
科学家发文：忆阻器件中的量子效应
忆阻器被认为是用于实现模拟我们大脑功能的新计算架构的有前途的设备，允许创建适用于整个人工智能领域发展的日益高效的计算系统，正如最近由意大利国家计量科学研究院(INRIM)展示的那样：INRIM研究人员与几所国际大学和研究机构合作，在《先进材料》杂志上的评论工作《忆阻器件中的量子电导：基本原理、发展和应用》分析了这些效应如何用于广泛的应用，从测量下一代存储器和人工智能的发展。
在这种情况下，由INRIM协调的EMPIR MEMQuD项目旨在研究此类设备中的量子效应，其中可以操纵电子传导特性以允许在室温下观察量子化电导率现象。
https://phys.org/news/2022-09-quantum-effects-memristive-devices.html
08
会议
Conference
欧洲核子研究中心将主办高能物理量子技术国际会议
高能物理量子技术国际会议将于2022年11月1日至4日在CERN举行：该活动将在CERN主礼堂举行，现场直播特色会议。
会议将作为一个论坛，讨论新兴量子技术的潜力和挑战，以及这个新的科学前沿可能对高能物理学（HEP）产生什么总体影响。将整个社区聚集在一起，将讨论该领域的最新发展，并继续寻找HEP内外可以从量子技术应用中受益最大的活动。
该活动为期四天，将涵盖许多主题，从四个量子技术领域（理论，传感，计算和通信）到与学术界和工业界的合作，创业，培训和教育活动。还将与公司和提供商共同开发一系列教程和实践课程，以最大限度地探索量子科学的迷人领域。
https://home.cern/news/announcement/computing/cern-host-international-conference-quantum-technology-high-energy