周报丨美国拟向量子计算等领域增加千亿美元科研经费

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国家战略

美国拟向量子计算等领域增加千亿美元科研经费

美国参议院民主党领袖Chuck Schumer提出《无尽前沿法案》（Endless Frontiers Act）。该提案将把国家科学基金会（NSF）更名为国家科学技术基金会（NSTF），并且成立一个技术理事会和技术顾问委员会。

除了计划在四年内经费增加4倍（现在整个机构有80亿美元的预算），这项新法案呼吁在未来五年再拨付1000亿美元给NSF，发展人工智能、量子计算、机器人技术、先进通信和先进制造业等10个关键技术领域。

提案中提到的十项关键技术分别是：

·人工智能和机器学习

·高性能计算、半导体和先进的计算机硬件

·量子计算和信息系统

·机器人技术、自动化和先进制造

·自然或人为的灾害预防

·先进的通讯技术

·生物技术、基因研究和合成生物学

·网络安全、数据存储和数据管理技术

·先进能源技术

·材料科学，工程学和勘探等其他关键技术

该提案计划另外投资100亿美元，用于在美国建设至少10个区域技术中心，希望美国成为全球关键性技术的研究、开发和制造中心。

美国《军事时报》（Military Times）认为该提案是应对中国的措施之一。理由是提案的四名议员本月在《今日美国》（USA Today）的一篇评论文章中说：“We must also remain mindful that, as our nation recovers, China gains ground. Beijing’s authoritarian leaders aim to capitalize on this moment with an eye toward outpacing the United States by investing in technological innovations essential to Americans’ future safety and prosperity.”

来源：

https://www.militarytimes.com/congress/2020/05/27/congress-may-unite-on-fighting-china-with-100b-tech-industry-boost/

美国国会议员提交推进量子计算法案

美国国会议员摩根·格里菲斯（Morgan Griffith）推出了《推进量子计算法案》（H.R.6919），以确定量子计算如何能使美国经济受益，并识别和减轻供应链风险。

该法案要求美国商务部长与其他联邦机构协调，开展一项研究，以了解量子计算对从事州际贸易的美国企业的影响。这项研究将包括四项调查，以报告量子计算的采用和工业部门、与量子计算有关的联邦活动、国际活动以及市场和供应链风险。拟议的法案已提交众议院能源和商业委员会以及众议院科学、航天、技术和外交委员会审查。

来源：

https://morgangriffith.house.gov/uploadedfiles/advancing_quantum_computing_act.pdf

阿贡实验室获得DARPA颁发的两项量子信息科学奖

美国能源部阿贡国家实验室、芝加哥大学（University of Chicago）与他们的业界和学术合作伙伴，获得了国防高级研究计划署（DARPA）颁发的两项奖项。总奖金合计840万美元。

DARPA奖是ONISQ计划的一部分，该计划旨在开发新的量子算法和量子系统，以高性能和可靠性扩展到数百或数千个量子比特。最终目的是展示量子混合系统相对于经典系统在资源分配、物流和图像识别等一系列复杂组合优化问题上的量子优势。

来源：

https://www.hpcwire.com/off-the-wire/argonne-receives-two-awards-from-darpa-for-quantum-information-science/

QISE-NET量子信息与工程研究生资助项目申请将于7月1日截止

由芝加哥大学和哈佛大学共同领导的量子信息科学与工程网络（QISE-NET）将向符合条件的学生提供长达三年的资助。该项目由国家科学基金会（NSF）的250万美元资助。

来自美国境内大学的相关专业的研究生可以提交申请，这些领域包括物理、材料科学、量子与器件工程、化学、计算机科学和工业研究。美国境内大学的留学生也有资格申请。第三批申请将于7月1日截止。

来源：

https://qisenet.uchicago.edu/application-2/

荷兰研究机构成立应用量子计算专业研究组

阿姆斯特丹应用科学大学（AUAS）以及数学和计算机科学中心（CWI）共同发起了一项联合行动，即应用量子计算教授和研究小组。该研究小组将负责调查量子研究应用的未来可行性，以及探索将荷兰量子软件研究中心（Qusoft）的量子算法和协议开发成应用的可能性。

此外，将在量子Delta荷兰基金会（Quantum Delta Netherlands Foundation）内设立新的应用量子计算职位，旨在加速荷兰的量子技术和创新。

来源：

https://bits-chips.nl/artikel/auas-and-cwi-sponsor-applied-quantum-computing-research-group/

俄罗斯铁路制定了量子通信发展路线图

俄罗斯铁路公司已经制定了量子通信发展路线图，并将文件草稿提交给政府审批。该路线图包括到2024年开发9项优先技术和15项产品，以及超过35项关键绩效指标，比如产量和销售额、量子网络长度、技术准备水平、人力资源供应和其他参数。

俄罗斯铁路公司副首席执行官谢尔盖·科布泽夫（Sergei Kobzev）在一份评论中说：“量子通信技术的发展将使建立数字经济和公共管理系统的全面保护基础设施成为可能，鉴于目前信息安全领域的威胁，这一点尤为重要。”。

俄罗斯铁路公司计划开发一条连接莫斯科和圣彼得堡的试验性量子干线，总长度超过800公里。

来源：

https://russiabusinesstoday.com/infrastructure/russian-railways-develops-quantum-communications-roadmap/

科学家呼吁巴基斯坦将量子计算作为国家优先事项

巴基斯坦科学家Sahibzada Ali Mahmud博士撰文呼吁，巴基斯坦迫切需要创建一批量子计算专家，并作为国家优先事项。

他在文中说到，量子计算的时代可以推动科学技术进步到一个全新的水平，有无数令人兴奋的可能性，这是前所未有的。在战略层面上，实现量子霸权将使我们能够更好地保护我们的网络资产。

来源：

https://www.thenews.com.pk/print/657832-quantum-supremacy

科技前沿

中国科大在《现代物理评论》上发表量子保密通信综述论文

中国科学技术大学潘建伟及其同事徐飞虎、张强，与清华大学马雄峰、多伦多大学Hoi-Kwong Lo等，应邀在囯际物理学权威综述期刊、美国物理学会的《现代物理评论》（Reviews of Modern Physics）上发表题为“基于现实器件的安全量子密钥分发”（Secure quantum key distribution with realistic devices）的长篇综述论文。

该论文系统阐述了量子密码的原理、理论和实验技术，并指出，经过全球学术界三十余年的共同努力，现实条件下量子密码的安全性已经建立起来，尤其是测量器件无关等量子密钥分发协议的提出，彻底关闭了量子密码在物理实现过程中可能出现的安全性风险，为实现基于现实器件的安全量子密码铺平了道路。

来源：

https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.92.025002

集成光子源：向大规模量子技术迈出重要一步

英国布里斯托尔大学（University of Bristol）的量子工程技术实验室（QETLabs）开发出首个集成光子源，从而有望提供大规模量子光子技术。论文发表在Nature Communications上。

集成光子源是一种开发量子技术的有前途的平台，因为它具有在小型复杂光学电路中生成和控制光子的能力。而利用成熟的CMOS硅产业来制造集成器件，可以在一个毫米级的芯片上集成相当于数千条光纤和元件的电路。

第一作者Stefano Paesani 表示：“该硅光子器件展现了目前对于任何光子源来说最佳的性能：光谱纯度和不可分辨性达到了99%，光子预告效率大于90%。”

来源：

https://phys.org/news/2020-05-photon-discovery-major-large-scale-quantum.html

女物理学家用量子技术远程制造出第五种物质状态

在新冠疫情隔离期间，英国一位物理学家Amruta Gadge在自家客厅利用量子技术远程控制实验室设备，制造出了第五种物质状态。Gadge是英国苏塞克斯大学数学与物理科学学院的物理学家，她制造的是名为“玻色-爱因斯坦凝聚”的物质状态。

这是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态。在这种状态下，极低温的原子聚集在一起，表现得如同一个单一的实体。

剑桥大学量子系的研究人员认为，这是第一次有人通过远程操作，在之前从未制造过玻色-爱因斯坦凝聚的实验室里制造出了这种物质状态。

来源：

https://phys.org/news/2020-05-physicist-state-room.html

商业动态

百度发布量子机器学习开发工具“量桨”

百度发布了国内首个量子机器学习开发工具“量桨”（Paddle Quantum）。Paddle Quantum是一个基于百度开源框架飞桨（PaddlePaddle）的机器学习库，支持量子神经网络的搭建与训练。该机器学习库提供了量子机器学习（QML）开发者套件，对各种量子应用开发提供了应用工具包。

量桨提供了神经网络的搭建和量子机器学习的诸多案例，并支持常用的量子线路的模拟以及量子优化，量子化学等应用工具集。相关的细节可以参考百度Github主页，获取更多安装使用信息。https://github.com/PaddlePaddle/Quantum

来源：

https://venturebeat.com/2020/05/27/baidu-open-sources-paddle-quantum-toolkit-for-ai-quantum-computing-research/

法国初创公司Alice&Bob融资300万欧元

Alice&Bob融资300万欧元来加入量子计算的军备竞赛。公司名称是指标准的科学术语，将消息的发送者（A点）和接收者（B点）标记为“Alice和Bob”。

这一轮由法国风险投资公司elia Partners和Breega牵头，这些资金将用于开发基于创新超导微波量子比特的容错量子计算机。该技术有望消除或减少数个数量级的位翻转误差，并大大简化误差校正电路，因为它只需校正相位翻转误差。

来源：

https://venturebeat.com/2020/05/25/alicebob-raises-3-3-million-to-create-the-first-fault-tolerant-quantum-computer/

Riverlane宣布与基于片段的药物发现公司Astex合作

英国量子计算初创公司Riverlane宣布了他们与领先的基于片段的药物发现公司Astex的最新合作，以展示量子化学的未来潜力。

Riverlane将提供专业的量子软件，使目标药物蛋白复合物的模拟成为可能。同时作为合作的一部分，Astex正在资助Riverlane的一位博士后科学家。他们将应用非常高水平的量子理论来研究共价药物的特性。

来源：

https://www.riverlane.com/index.php?p=news/riverlane-partner-with-bio-tech-company-astex

-End-

1930年秋，第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开。早有准备的爱因斯坦在会上向玻尔提出了他的著名的思想实验——“光子盒”，公众号名称正源于此。