周报丨IBM和谷歌的量子计算路线图对比
光子盒研究院出品
本周头条
IBM和谷歌发布量子计算路线图，目标是100万个量子比特
IBM发布了一个量子计算路线图，将在2021年突破100个量子比特，2023年突破1000个量子比特，并最终带领IBM通往百万量子比特以上级别的量子计算设备。
IBM还推出了一种比目前市面上任何一种冷却装置都要大的“超级冰箱”。IBM团队在设计这个庞然大物时考虑到了百万量子比特的系统，并且已经开始了基本的可行性测试。
谷歌也发布了在2029年前实现100万个物理量子比特处理器的计划。
谷歌表示，他们已经制定了计划以102、103、104、105、106量子比特的里程碑逐步扩展该处理器。一百万个量子比特的计算机将由100个模块组成，每个模块包含100×100个量子比特。谷歌计划使用通过表面代码进行纠错，不过谷歌还设置了其他项目来研究其他形式的纠错，以探索最佳的方法。
详情：
https://www.ibm.com/blogs/research/2020/09/ibm-quantum-roadmap/
https://quantumcomputingreport.com/google-goal-error-corrected-computer-with-1-million-physical-qubits-by-the-end-of-the-decade/
IBM推出第一个量子教育和研究计划
IBM宣布面向美国传统黑人大学（HBCU）推出第一个IBM量子教育和研究计划，旨在推动量子劳动力多元化和包容性。由霍华德大学和另外12家HBCU领导的IBM-HBCU量子中心将提供量子计算机的接入，以及在学术、教育和社区推广项目方面的合作。
霍华德大学为全美著名的黑人大学，有86%的黑人学生。
详情：
https://thequantumdaily.com/2020/09/17/howard-university-to-lead-ibms-first-quantum-education-and-research-initiative-for-historically-black-colleges-and-universities/
CQC和IBM宣布云交付首个量子计算应用程序
剑桥量子计算公司（CQC）首席执行官Ilyas Khan称，该公司推出了全球首个基于云的量子随机数生成（QRNG）服务，为用户提供集成验证，这是朝着量子优势迈出的重要一步。
CQC是IBM Q Network的初始成员之一，Beta版QRNG服务将通过IBM量子云平台优先提供给IBM Q Network的成员使用。
CQC报告称，他们与IBM合作实现了两个量子计算里程碑：一个是在计算方面，另一个是在量子计算的商业化方面，他们第一次通过量子计算机应用程序的云交付，提供了一种能够带来实际应用的服务。
值得一提的是，当地媒体并未报道这是全球首个量子计算应用程序。
详情：
https://thequantumdaily.com/2020/09/17/cambridge-quantum-computing-and-ibm-launch-cloud-delivered-quantum-computing-application/
商业动态
麦肯锡：量子计算可以为汽车行业增加数十亿美元的价值
麦肯锡的一份报告显示，到2035年，量子计算（QC）应用的总市值估计为320-520亿美元。到2030年，相关技术对汽车行业的经济影响将达到20亿至30亿美元，应用包括路线优化、材料研究等等。
一些OEM制造商和一级供应商正在积极探索这项技术如何通过解决与路线优化、燃料电池优化和材料耐久性相关的现有问题，使行业受益。
2019年，大众汽车与D-Wave合作，在2019年里斯本网络峰会期间展示了一种高效的交通管理系统，该系统优化了9辆公交公交车的出行路线。德国供应商博世投资了量子初创企业Zapata Computing。
详情：
https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/will-quantum-computing-drive-the-automotive-future#
Seeqc在A轮融资中获得2240万美元
数字量子计算公司Seeqc宣布完成A轮融资，由欧洲最大的风险投资基金之一EQT Ventures牵头，FAM AB也参与其中。A轮融资还包括默克公司（Merck KGaA）的企业风险投资部门以及其他投资者提供的500万美元。
Seeqc正在开发一种量子计算的新方法，称为数字量子计算，将经典和量子计算结合到一个全数字体系结构中，以解决经常困扰使用基于CMOS的模拟、微波控制基础设施的量子计算系统的效率、稳定性和成本问题。
这种新的体系结构包括专有的数字芯片，这些芯片与量子比特芯片作为多芯片模块共同位于同一低温冷却系统中。
详情：
https://www.businesswire.com/news/home/20200916005167/en/Seeqc-Secures-22.4-Million-Series-Strategic-Investment
InnovateUK提供2300万英镑为卫星构建量子密钥分发有效载荷
英国创新机构提供2300万英镑为卫星建造量子密钥分发（QKD）有效载荷。欧洲航天局（ESA）正在建造首颗用于近地轨道（LEO）的小型卫星。
InnovateUK委托的“量子有效载荷工厂”项目由伦敦一家名为Arqit的创业公司牵头，旨在建立世界上第一个商业QKD卫星星座。这是一个相当大的挑战，因为中国在太空中拥有QKD卫星，而且欧洲卫星运营商SES也在研究这项技术。
开发有效载荷的合作伙伴包括英国电信、东芝研究实验室、英国弗劳恩霍夫研究院以及NU Quantum、伦敦量子光纤专家Orca计算和STFC实验室。有效载荷的光子量子芯片将由位于谢菲尔德的AegiQ公司开发。
详情：
https://www.eenewseurope.com/news/uk-QKD-satellite-project
富士通和丰田系统利用量子技术优化大规模供应链物流
富士通（Fujitsu）和丰田系统公司（Toyota Systems Corporation）利用富士通量子启发的数字退火计算解决方案，成功演示了支持汽车生产的供应链和物流网络运营的优化。
数字退火机能够以经典计算技术无法实现的速度解决复杂的组合优化问题，并用于快速计算变量，包括运输卡车数量、总里程和包装分类任务，在超过300万条可能的交货路线中选出从而确定最具成本效益的路线。
最终，试验结果显示，在30分钟内，可以计算出一条最佳路线，潜在地将物流成本降低约2%至5%，从而提高装载效率并简化运输相关费用。
未来，富士通和丰田系统将进一步验证和完善该解决方案，旨在将其商业化，用于现实世界的供应链和物流运营。
详情：
https://www.fujitsu.com/global/about/resources/news/press-releases/2020/0910-02.html
IBM宣布启动2021年暑期量子计算实习计划
今年有70多名实习生参加了IBM的2020年暑期实习计划，并得到了来自IBM量子团队的28名经理和51名导师的支持。IBM预计2021年的实习计划会有更多的申请。
暑期实习计划的一个亮点是Qiskit暑期学校，为期两周，旨在帮助实习生学习如何编写量子应用程序。IBM为世界各地拥有相同教育机会的学生提供量子计算课程。一些实习生担任Qiskit全球暑期学校的导师，并提供有价值的反馈，帮助完善材料。
优秀候选人需要具备：
–与量子计算、计算机科学、工程和其他研究领域相关的研究生或本科生课程的经验。
–量子计算或其他应用领域的课程或应用项目。
–在量子计算和其他适用研究领域的研究、开发和工程经验。
详情：
https://www.ibm.com/blogs/research/2020/09/2021-ibmquantum-internships/
SK电信与新韩银行合作开发使用5G MEC和量子密码技术的金融服务
SK电信的量子密码技术将应用于新韩银行（Shinhan Bank）的移动应用程序，建立基于量子随机数的安全系统。SK电信与韩国主要商业领袖新韩银行全面合作，开发未来使用5G移动边缘计算（MEC）的金融服务，该技术可在蜂窝网络的边缘实现云计算能力和IT服务环境。
此前，SK电信已将其5G量子密码技术应用于DGB大邱银行的移动银行应用IM银行。今年5月，三星Galaxy A Quantum手机安装了SK电信的量子随机数发生器（QRNG）。
详情：
https://www.ajudaily.com/view/20200901140721066
Quside宣布第一个量子随机模块的商业发行
总部位于巴塞罗那的量子技术初创公司Quside推出他们的第一个量子随机模块：Quside™ FMC 400被商业化用于高性能计算和数据安全应用。
Quside™ FMC 400是专门为基于FPGA的高性能系统而设计的，基于Quside专有的相位扩散量子随机数生成技术。一个标准的FMC接口允许简单和多功能的集成。
自2017年起，从西班牙光子科学研究所ICFO剥离后，Quside一直致力于高性能量子随机数发生器的商业化。
详情：
https://www.quside.com/quside-launches-their-first-quantum-randomness-module
韩华系统进入“量子密码通信”市场
韩华系统公司宣布，将参与一个量子密码通信基础设施建设和运营试点项目，该项目由韩国国家信息社会局（NIA）赞助，作为科技部数字新政计划的一部分。目的是通过尝试将量子密码通信应用于各个行业，以确保全球技术竞争力和振兴量子网络市场。
通过这个项目，韩华系统将在今年内在Yeouido总部的ICT部门建设一个应用量子密码通信核心技术的量子密码通信网络，以及Jukjeon数据中心的专用网络。计划在运行三年的同时验证安全性和稳定性。
韩华是一家领先的全球整体解决方案公司，在国防电子和信息基础设施领域提供差异化智能技术。
详情：
http://www.koreaittimes.com/news/articleView.html?idxno=100376
科技前沿
布里斯托尔大学为量子计算开发接近最优化的芯片级光子源
英国布里斯托尔大学的研究人员开发出一种新的与CMOS兼容的硅光子源，这种光子源可以满足大规模光量子计算的所有要求。为了满足量子计算中使用的单光子源的严格要求，研究人员将这种光源在多模硅基波导里利用联合自发的四种光波模式进行混合。
对器件的测试结果表明，多模波导可显著降低传输损耗，使光资源本征预示效率提高了约90%。为了扩大量子处理的规模，必须提高预示效率。研究人员还测试了量子计算必不可少的另一个特征，即片上光子干扰。这些实验显示原始数据可见度为96%，OSA报告这是迄今为止集成光子学中最高的。
这一成就使光子之间的片上量子操作达到了前所未有的精度水平，从而在近期量子光子器件研究中建立了扩大低噪声光子处理规模的可能性。
详情：
https://optics.org/news/11/9/23
日本研究人员设计了一种基于显微镜的量子温度计，可以测量线虫的“发烧”
大阪市立大学的科学家们成功装备了一台带有量子传感器的光学显微镜，制造出了一种基于显微镜的精密温度计，能够感知微小线虫的“发烧”。
研究人员将纳米金刚石注入线虫标本中。研究小组的新量子测温算法能够跟踪显微镜钻石的运动，测量荧光钻石的量子自旋，揭示线虫内部的温度变化。传感器将温度作为光学检测到的磁共振的频率变化来读取。
大阪市立大学讲师Fujiwara说：“我们的研究结果是一个重要的里程碑，它将指导量子传感的未来方向，因为它显示了量子传感对生物学的贡献。”
详情：
https://www.upi.com/Science_News/2020/09/11/New-quantum-thermometer-can-measure-a-fever-in-a-tiny-worm/1411599849086/
德国的物理学家团队设计出一种新型硅基量子光源
一个由亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心（HZDR）和德累斯顿工业大学（TU Dresden）的物理学家组成的团队设计出一款硅基光源来生成可在玻璃纤维中很好传输的单光子。
研究人员表示：“我们首次展示了硅基单光子光源的可能性。这就基本上有可能使这些光源与其他光学元件集成到一颗芯片上。”
但在考虑实际应用之前，HZDR的研究人员还需要解决一些问题，例如更加系统地生产新的电信单光子源，需要以更大的精度将碳原子植入到硅中。HZDR离子束中心为实现这种想法提供了理想的基础设施。
详情：
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200915105953.htm
俄罗斯物理学家在基于自旋的量子计算方面取得突破性进展，实现了可调谐自旋波激发
来自莫斯科物理技术研究所（MIPT）和俄罗斯量子中心的物理学家们，展示了通过短激光脉冲控制纳米结构铋铁石榴石薄膜中自旋波的新方法。该方法在节能信息传输和基于自旋的量子计算方面具有潜在的应用前景。
详情：
https://scitechdaily.com/spin-based-quantum-computing-breakthrough-physicists-achieve-tunable-spin-wave-excitation/
NTT Research和圣母大学合作探索连续时间模拟计算
NTT Research是日本电报电话公司（NTT）的一个分支机构，宣布与圣母大学达成协议，在其物理和信息学（PHI）实验室和该大学物理系之间进行联合研究。
这项为期五年的协议涵盖了理论物理学教授Zoltán Toroczkai进行的关于连续时间模拟计算极限的研究，目前模拟计算已经在一些新兴的量子信息系统中出现。
详情：
https://www.onenewspage.com/n/Press+Releases/1zltphb8mc/NTT-Research-and-University-of-Notre-Dame-Collaborate.htm
-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。