周报丨除了超导，光量子计算机也能实现“量子霸权”

出品  光子盒研究院

本周头条

研究人员证明了50个完美无缺的光子实现“量子霸权”的可行性

近期，荷兰特文特大学（University of Twente）的科学家通过研究指出，对现有光源内部的晶体结构进行修改，证明了50个完美无缺的光子实现“量子霸权”。他们的这一研究发表在最近的《物理评论A》上。

科学家证明无论是光子还是超导量子形式，最少需要大约50个量子构造块。使用光子可能具有量子比特优势：它们可以在室温下运行，并且更稳定。但是有一个重要条件：光子必须完美无缺才能达到50量子位的临界数量。

目前，全球从事光量子计算研究的公司主要有PsiQuantum、Photonic Inc.、PASQAL等，具体信息可查阅光子盒之前发布的文章《全球量子计算初创公司盘点（硬件篇）》。

来源：

https://phys.org/news/2020-06-fifty-photons-quantum-supremacy.html

全球战略

全球未来理事会：关于量子计算的18个问题

世界经济论坛（WEF）全球未来理事会（Global Future Council）发布了一份报告，详细描述了量子计算最常被问到的问题。这份类似白皮书的PDF报告为不熟悉这项技术或其用途的受众提供了答案。

1）量子计算机有什么特殊之处？

2）量子位是什么？

3）为什么实现量子计算这么难？

4）量子计算机有哪些应用？

5）哪些技术被用来制造量子计算机？

6）量子计算机会完全取代今天的经典计算机吗？

7）我能买一台量子电脑安装在办公室或家里，甚至像智能手机一样装在口袋里吗？

8）我们需要做些什么才能看到实用的量子计算机？

9）如果量子计算机如此强大，它们会不会是一个耗电大户，需要大量的电力，并伴随着对环境的影响？

11）你预测量子计算机的时间线是什么？我们什么时候能看到它们的普遍使用？

12）量子计算机可以用来帮助找到解决当前冠状病毒问题的方法吗？

13）我最近读到谷歌开发了一款量子计算机，它已经实现了量子优势。你能解释一下那是什么意思吗？

14）十年的时间并不遥远，有人在做什么吗？

15）所以我没什么好担心的，因为我们很快就会有替代技术了，对吧？

16）如果我们能在接下来的20年里维持摩尔定律，那么就不需要量子计算机了，是吗？

17）区块链和加密货币会受到影响吗？

18）底线是什么？我们应该如何思考量子计算将如何影响社会？

完整报告：

http://www3.weforum.org/docs/WEF_Global_Future_Council_on_Quantum_Computing.pdf

美国国会议员提案增加罗马实验室3000万美元开支，用于量子计算等

美国国会议员Anthony Brindisi在一次远程新闻发布会上说，他在即将提交国会的年度国防授权法案中列入一项条款，要求增加罗马实验室在量子计算、无人机研究和打击无人机方面的开支3000万美元。罗马实验室（Rome Lab），正式名称为空军研究实验室（AFRL）信息管理局。

来源：

https://romesentinel.com/stories/brindisi-seeks-another-30m-for-research-at-rome-lab,100151

商业动态

本源量子发布国内首个一站式量子程序集成开发环境——Qurator

本源量子研发团队最新开发出一款整合QPanda量子编程框架、QRunes编码及编译于一体的集成开发环境——Qurator。

Qurator是一款基于Windows系统使用的量子程序集成开发环境（后续会推出Linux和Mac版本），该软件整合了QPanda量子编程框架及QRunes编码和编译流程，并提供了一站式编译环境安装，用户通过软件的安装即可实现编译环境的一键使用。

该量子程序集成开发环境已发布在本源量子官网上。

来源：

http://originqc.com.cn/website/quantumEnvironment.html

QuTech开发的量子模拟器NetSquid已面向非商业用户使用

荷兰量子计算企业QuTech自2017年来开发的量子软件NetSquid，是一种用于量子网络的专用模拟器，目前已免费提供给非商业用户。该软件是同类产品中第一个使用离散事件来建模计时效果的软件。

NetSquid使世界各地的研究人员可以准确地预测量子网络和模块化量子计算系统的性能。这种模拟对于设计可扩展的量子系统以及将其用于全新的计算和通信技术类型至关重要。

来源：

https://qt.eu/newsroom/new-software-brings-quantum-network-design-to-users-around-the-world/

John Preskill教授加入亚马逊AWS量子计算中心

加州理工学院教授John Preskill在推特上宣布，他将在亚马逊的AWS量子计算中心每周工作一天。Preskill是量子信息科学界的领军人物，量子霸权和NISQ（基于噪音的中等规模量子计算机）这两个术语都出自他本人。

电商巨头亚马逊在2019年12月就宣布推出量子云计算平台。AWS量子计算中心汇集来自亚马逊、加州理工学院和其他顶级学术研究机构的量子计算专家，共同研究和开发新的量子计算技术。

来源：

https://thequantumdaily.com/2020/06/28/john-preskill-joins-amazon-to-advance-quantum-computing/

Menten-AI融资400万美元，利用量子计算技术开发新药

由Y Combinator孵化器支持的创业公司Menten-AI将量子计算和机器学习结合起来开发生物制剂——有机材料而非合成材料制成的药物。

Menten-AI已经收到了包括Uncork Capital和Khosla Ventures在内的400万美元种子投资以创造新的蛋白质，这些蛋白质在自然界中是不存在的，可用于制药和化学工业。Menten-AI的量子方法旨在克服限制计算蛋白质设计中经典方法的可伸缩性挑战。

根据Menten-AI网站的About部分：“我们为当前和近期的量子计算机创建了第一个蛋白质设计算法，并创造了世界上第一个在量子计算机上设计的蛋白质。”

来源：

https://techcrunch.com/2020/06/30/menten-ais-combination-of-buzzword-bingo-brings-ai-and-quantum-computing-to-drug-discovery/

ID Quantique发布最新的Quantis Appliance 2.0

ID Quantique的Quantis Appliance是一种在网络化、高可用性环境中提供随机性的设备。新的Quantis Appliance 2.0将真实和不可预测的随机性分布到多个并行的网络和安全应用程序和系统中，为敏感数据、服务器、虚拟机和专用网络提供防护。

Quantis appliance 2.0是专门为满足高可用性环境而设计的。该系统体系结构开发了可并行化的进程，允许最小化延迟并提供最佳性能，即使在高峰期也不会损害安全性：它向多个并行服务器提供量子随机性，每秒可处理8000个256位密钥的请求。

IDQ首席执行官Grégoire Ribordy说：“在集成和管理资源需求最小的情况下，这个新版本的Quantis可以同时处理来自任何需要真正不可预测随机性的应用程序的多个请求。它可以极大地改进任何OSI网络层上静止数据和传输数据的身份验证和加密。”

来源：

https://www.einnews.com/pr_news/520202872/a-new-version-of-id-quantique-s-qrng-quantis-appliance-is-now-available

韩国电力公司引进了SKT的通信系统，用于量子安全数据保护

韩国顶级移动运营商SKT发的用于量子安全数据保护的安全通信系统已应用于国有核电站运营商韩国电力公社（KHNP），以应对黑客攻击和安全威胁。SKT表示，它的量子密钥分发服务器已应用于位于韩国庆州KHNP总部与位于三阳水电办公室之间的通信网络。

KHNP量子密码通信在韩国尚属首次商业应用，并被推动加强发电设施的安全性。SKT提供超低延迟的专业5G服务，同时通过量子密码通信解决方案解决潜在的安全威胁。

来源：

http://www.ajudaily.com/view/20200625120221440

科技前沿

牛津大学通过不确定因果顺序的叠加状态来制作量子冰箱

牛津大学的研究人员对不确定因果顺序，即其中不同事件的顺序被量子叠加的研究，展示了如何在一种量子制冷系统中使用这种现象。

牛津大学信息科学教授Vlatko Vedral及其同事分析了与消极通道相似的热通道的表达式，并考虑了不确定因果顺序的影响。他们发现，在称为“怪异”的量子效应中，有可能在两个相同温度下以不确定的因果顺序使一个储能器热化一个量子态，并最终在另一个温度下达到该状态。

到目前为止，不确定因果顺序的实验实现已在极化状态的叠加中使用了控制量子位。然后，取决于偏振的分束器将根据偏振在不同的方向上将光子通过电路发送，使得偏振态的叠加导致光子通过电路元件的顺序的叠加，这样的研究结果也将可能推广到更多的储藏层中。

来源：

https://phys.org/news/2020-06-quantum-fridge-superposing-events.html

量子技术降低了光学相干断层扫描的光功率

新西兰和波兰的研究人员发现，从量子光学中借用的检测技术可用于以比以前可能的光功率低得多的光功率执行光学相干断层扫描(OCT)。这可以极大地提高OCT用于医学成像应用的成像质量。

在光学学会(OSA)的《光学快报》杂志上，研究人员描述了他们如何用超导单光子探测器(SSPD)代替标准的OCT探测器，该技术是量子光学中用于区分单个光子的技术。这种设置使他们能够获得良好的图像质量，其功率水平比目前在OCT仪器中使用的功率水平低100万倍。

来源：

https://www.osa-opn.org/home/newsroom/2020/june/quantum_tech_lowers_oct_light_requirements/

加州大学河滨实验室开发物理层加密方法，可以免疫量子计算的威胁

加州大学河滨分校电气和计算机工程系Yingbo Hua的信号、系统和网络实验室已经开发出一种物理层加密方法，这种方法可以不受量子计算的威胁。他们正积极参与这一方法和其他相关方法的进一步研究。

该实验室提出的物理层加密，只从随机矩阵中提取部分信息，比如每个矩阵的主奇异向量由合法方近似共享的秘密物理特征调制。矩阵的主奇异向量不是矩阵的可逆函数。这似乎表明量子计算机无法执行在经典计算机上相当简单的任务。如果这是真的，那么物理层加密应该不受量子计算攻击。

与基于数论的加密方法容易受到量子攻击不同，Yingbo Hua的物理层加密是基于连续的加密功能，而这些功能仍有待开发。

来源：

https://insideucr.ucr.edu/stories/2020/06/26/better-encryption-wireless-privacy-dawn-quantum-computing

印度拉曼研究所设计了一个独特的量子模拟工具包

作为印度空间研究组织支持的卫星技术（QuEST）项目，拉曼研究所（RRI）的研究人员已经为端到端量子密钥分发提供了一个独特的量子模拟工具包QKDSim。QKDSim是基于模块化原理的，它可以发展成不同的协议类别，包括不同的技术。

来源：

https://timesofindia.indiatimes.com/india/rri-researchers-toolkit-to-aid-secure-communication/articleshow/76688626.cms

-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。