查看原文
其他

周报 | 中东和印度加入量子计算的全球竞争;科学家实现电池溶剂的量子模拟

光子盒研究院 光子盒 2021-12-15

光子盒研究院出品




阿布扎比加入了建造量子计算机的行列

 

阿布扎比已经加入了建立阿联酋第一台量子计算机的行列。量子计算机将安装在阿联酋首都的技术创新研究所(Technology Innovation Institute),该研究所已经是该国第一个密码库等突破性设备的所在地。拥有如此强大的数据处理平台将大大加快该地区的药物、化学和人工智能研究。

 

阿联酋的量子计算之旅已经开始,国产量子芯片有望在今年上半年上市。其量子计算实验室将在技术创新研究所(TII)成立,该研究所已经为大型技术专长提供了空间,例如开发超快速运输系统hyperloop。


详情:

https://me.mashable.com/tech/13338/abu-dhabi-set-to-zoom-past-supercomputers-with-uaes-own-quantum-computer

 

印度宣布与芬兰建立伙伴关系,致力于量子计算

 

印度宣布与芬兰合作,致力于量子计算。位于浦那的印度科学教育与研究学院(IISER)和芬兰阿尔托大学之间的数字合作关系,使得其能够制造出第一台量子计算机。

 

中欧(Central Europe)外交部联合秘书长Neeta Bhushan表示,联合开发利用人工智能和5G技术的量子计算机的想法是两国合作的一个重要领域。

 

考虑到诺基亚和其他芬兰公司在移动技术增长方面处于世界领先地位,此次数字合作将见证两国在量子技术和计算领域的合作。因此,这种伙伴关系将有利于两国均可部署其现有的最新技术。

 


详情:

https://analyticsindiamag.com/indias-quest-towards-quantum-supremacy/

 

Zapata宣布与阿卜杜拉国王科技大学合作

 

阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)将成为Zapata的Orquestra量子工作流管理器的授权用户。该大学成立于2009年,位于沙特阿拉伯,是一所私立研究生研究大学,致力于为食品、水、能源和环境领域的科技挑战寻找解决方案。他们将使用Orquestra研究量子计算工具如何应用于计算流体动力学领域以及飞机和汽车空气动力学设计。


详情:

http://www.globenewswire.com/news-release/2021/03/23/2197749/0/en/Zapata-Computing-and-KAUST-Partner-to-Bring-Quantum-Computing-to-the-Middle-East-for-the-Advancement-of-Computational-Fluid-Dynamics.html

 

辛辛那提大学的科学家用量子模拟寻找绿色电池的新溶剂

 

为了了解工业溶剂的基本性质,辛辛那提大学的化学家们求助于超级计算机。在一项新研究中,研究人员对碳酸甘油——一种用于生物柴油和普通溶剂的化合物——进行了量子模拟。

 

研究于2月23日发表在《物理化学学报B》上,标题为“Quantum Simulations of Hydrogen Bonding Effects in Glycerol Carbonate Electrolyte Solutions”(甘油碳酸盐电解质溶液氢键效应的量子模拟),通讯作者为辛辛那提大学化学系的Andrew E. Eisenhart。

 

碳酸甘油可能可以作为一种更环保的化学溶剂,供电池等设备使用。但是科学家必须对这些溶液中的情况有更多的了解,搞清楚分子结构的微小变化对整个溶剂的影响,以及这些微小的变化如何使其与离子等非常重要的物质发生相互作用,并对电池性能等产生影响。

 

为了进行量子模拟,科学家们求助于加州大学高级研究计算中心和俄亥俄州超级计算机中心。量子模拟提供了一种工具,帮助化学家更好地理解原子尺度上的相互作用。

 

他们发现,在确定液体的结构和动力学特性时,量子模拟提供了关于氢键的细节,而这正是经典模型所无法做到的。



详情:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210319183945.htm


中国科大实现首次200公里单光子三维成像


中国科学技术大学教授潘建伟、徐飞虎等实现超过200公里的远距离单光子三维成像,首次将成像距离从十公里突破到百公里量级,为远距离目标识别、对地观测等领域的应用开辟了新道路。该成果于近期发表在国际学术知名期刊《Optica》上[Optica 8,344-349, 2021]。
 
如何“看得更远、看得更清”是人类对视觉感知的不懈追求。近年来发展的激光雷达成像技术能够对目标场景进行高精度三维成像。
 
潘建伟、徐飞虎研究组经过长期的成像算法和光学技术攻关,发展了单像素单光子成像算法、近红外波段高效率单光子收集和探测、近衍射极限收发一体光学控制等核心技术。研究团队通过技术突破,将成像距离拓展到201.5公里,成像灵敏度达到平均每个像素0.4个信号光子[Optica 8,344, 2021]。

为了实现百公里单光子成像,研究团队搭建了全新的单光子雷达系统,并发展了针对远距离成像的多项新技术,包括原创的时间滤波抑制噪声技术(提高信噪比达50倍),自主研制的小型化高效率、低噪声铟镓砷红外单光子探测器(探测效率19.3%, 暗计数0.1kHz),对整套光学系统进行光学镀膜(系统透过率提高2倍)等。
 
基于此单光子雷达系统,研究人员于2020年1月在新疆的高山上对百公里外的多个目标进行三维成像,并测试了单光子计算成像算法;结果显示该系统可以在200公里范围内进行精确的三维成像,成像灵敏度达到单像素单光子。


详情:

http://news.ustc.edu.cn/info/1056/74537.htm


LANL研究人员解决了量子机器学习的一个关键问题——“贫瘠高原”现象

 

发表在《自然通讯》上的一篇论文报告中,洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)的研究人员称,解决了量子机器学习中的一个关键问题,从而可以保证给定的机器学习算法在具有大量量子比特的量子计算机上能正常工作。

 

贫瘠高原(barren plateaus),指当量子计算机的比特数目较大时,当前量子神经网络的框架很容易变得无法有效进行训练,其目标函数会变得很平,导致梯度变得很难估计。解决这一在机器学习优化算法中所发生的可训练性问题,是量子机器学习中的一个关键问题。

 

在该论文中,LANL的研究人员基于严格的理论工作建立起了定理,以保证给定的机器学习算法在大型计算机上扩展时能正常工作。

 

研究团队使用通用的混合方法进行变分量子算法,在经典计算机上训练和优化参数,并在量子计算机上评估算法的成本函数或算法成功的度量。

 

变分量子算法优化了参数化量子电路的参数,以最小化成本函数。变分量子算法建立了一个解决问题的环境,其中高峰代表系统或问题的高能量点,而低谷则代表低能量值。答案在于最深的山谷,这是基态,以最小化成本函数表示。为了找到解决方案,该算法在地形周围进行自我训练,从而寻找到低点。

 


洛斯阿拉莫斯团队的突破是朝着量子优势迈出的重要一步。短期内实现量子优势将取决于扩大变分量子算法。这种算法具有潜力,可以有希望在100个量子比特或更多的量子计算机可用时解决实际的问题。量子计算机目前最大规模为65量子比特。


详情:

https://www.lanl.gov/discover/news-release-archive/2021/March/0319-barren-plateaus.php

 

新型量子传感器为超导量子计算机发展开辟了新路径

 

莫斯科国立科技大学(NUST MISIS)、俄罗斯量子中心(RQC)、以及德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一支联合研究团队,已经在构建超导量子比特研究方面取得了重大的进展。由发表在《npj量子信息》期刊上的研究论文可知,其打造的一款量子传感器,为量子比特中单个二能级缺陷的测量和操纵铺平了道路。

 

超导量子比特的关键,在于纳米级的超导体-绝缘体-超导体约瑟夫森结。作为一种隧道结,它由两片超导金属制成,并由非常薄的绝缘层(常见为氧化铝)隔开。然而现代技术不允许以100%的精度来构建量子比特,结果导致了所谓的隧穿二能级缺陷。这限制了超导量子器件的性能,并且会引起计算错误。

 

确切的说法是,缺陷会导致量子比特的寿命极短或退相干。而氧化铝和超导体表面的隧穿缺陷,就是超导量子比特中波动和能力损耗的重要来源,最终限制了计算机的运行时间。

 

实验设置与量子比特样本

 

研究人员指出,发生的材料缺陷越多,对量子比特的性能掣肘就越大,进而引发更多的计算错误。好消息是,得益于新开发的量子传感器,其能够对量子系统中的各个二能级缺陷展开测量和操作。

 

研究合著者、NUST MISIS超导超材料实验室负责人、俄罗斯量子中心研究组负责人 Alexey Ustinov 教授表示:“传感器本身就属于超导量子比特,能够对单个缺陷进行检测和处理”。

 

尽管此前也有研究材料结构的传统技术,例如小角度 X 射线散射(SAXS),但其缺点是不够灵敏、难以发现微小的单个缺陷,因而基于传统技术的方案无助于构建最佳的量子比特。

 

展望未来,研究人员希望这项技术能够为量子材料的隧道缺陷结构、以及低损耗电介质的光谱学研究开辟新的途径。因为超导量子计算机的发展,迫切需要这种低损耗的电介质。



详情:

https://www.hpcwire.com/off-the-wire/new-quantum-sensor-grants-access-to-manipulation-of-qubits-material-defects/

 

半导体量子点的量子比特有望成为一种可扩展量子计算的途径

 

荷兰QuTech量子计算实验室的研究人员已经表明,可通过半导体技术来构建二维量子比特阵列,作为量子处理器。该研究工作是可扩展量子技术的重要里程碑。

 

研究人员表示,“通过将4个这样的量子比特放入一个2X2的网格中,展示了对所有量子比特的通用控制,并且运行了一个纠缠所有量子比特的量子电路,我们在实现可扩展的量子计算方法方面迈出了重要的一步。”如图所示使用半导体技术制造的4量子比特量子处理器的示意图。

 


在该研究中,研究人员采用完全不同的方法,研究锗中的缺少电子的空穴。使用这种方法,定义量子比特所需的相同电极也可以用于控制和纠缠它们。

 

研究人员说:“不必在每个量子比特旁边添加任何大的附加结构,从而使我们的量子比特几乎与计算机芯片中的晶体管相同。”“此外,我们已经实现了出色的控制,可以随意耦合量子比特,从而允许我们对1个、2个、3个、和4个量子比特的门进行编程,从而有望实现高度紧凑的量子电路。”

 

“通过将量子比特放入2X2的网格中,我们现在知道如何沿不同方向控制和耦合量子比特。”任何用于集成大量量子比特的现实架构都要求它们在二维上相互连接。

 

该研究在锗中演示了4量子比特逻辑门,定义了量子点领域的最新技术,标志着朝着密集且可扩展的二维半导体量子比特网格迈出重要一步。


详情:

https://scitechdaily.com/crucial-milestone-for-scalable-quantum-technology-2d-array-of-semiconductor-qubits-function-as-a-quantum-processor/

 

 

德国支持以色列、瑞士和英国全面参与欧盟量子和空间项目

 

德国议会国务秘书兼联邦教育和研究部长Thomas Rachel表示,德国支持英国、瑞士和以色列全面参与数十亿欧元的欧盟量子和空间项目。这三个非欧盟科学强国面临着被排除在以前向联盟国家开放的关键项目之外的问题,这些国家已经通过谈判获得了欧盟的研究项目。



详情:

https://sciencebusiness.net/framework-programmes/news/germany-backs-full-participation-israel-switzerland-and-uk-eu-quantum-and

 

澳大利亚超算中心将安装量子计算系统

 

由澳大利亚国立大学投资支持的澳大利亚量子计算初创公司Quantum Brilliance宣布,将在Pawsey超级计算中心安装基于金刚石NV色心的量子加速器(quantum accelerator)。

 

安装完成后,Pawsey将成为第一个现场托管通用量子计算机的超级计算中心。

 

Quantum Brilliance和Pawsey的技术人员正在最终确定量子加速器的配置,并计划于今年6月在中心安装。这是澳大利亚CSIRO 2020量子技术路线图中的建议之一。

 


详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/YdLHaTpEdt5k7Riw2kGfww

 

国际电联组织召开量子技术标准联合研讨会

 

2021年3月23日,国际电信联盟(ITU)、国际电工委员会(IEC)、电气与电子工程师协会(IEEE)的英国和爱尔兰光子学分会共同组织召开了一次量子技术标准在线联合研讨会,邀请了量子信息技术和标准化领域的专家,讨论能够确保统一标准制定的合作模式。

 

研讨会旨在确定最需要制定标准的领域,并讨论标准制定的适当时间表。此外,还探讨了从光学和光子学等领域的标准制定中吸取的经验教训,以期使成功的协调方法适应量子标准化。

 

此次量子标准化专题讨论会是为了支持国际电联一个向所有人开放的“网络量子信息技术”重点小组,该小组致力于研究量子信息技术在ICT网络中的预期应用的演变。

 

详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/LN5ibNd5IulO_OiXBLNZ6g

 


宝马使用霍尼韦尔H1量子计算机进行供应链优化

 

尽管量子计算仍处于原型阶段,但宝马汽车公司有兴趣找出量子计算是否有潜力优化和加速供应链管理。

 

在这个项目中,宝马与新加坡量子计算初创公司Entropica Labs和霍尼韦尔量子解决方案公司合作。他们期望,为近期量子计算机开发和运行适当的基准,可以为宝马提供对量子潜在价值的宝贵见解。

 

对于BMW的概念证明,Entropica使用了一种称为数字划分的数学协议。这是一个经典的分组问题,为工业界感兴趣的物流和供应链问题提供了一个共同的切入点。

 

Entropica在霍尼韦尔H1模型上运行了递归量子近似优化算法(R-QAOA)。为了与H1结果进行比较,还在经典模拟器上运行了R-QAOA算法。对于经典计算机基准,Entropica选择了Karmarkar-Karp算法。这是用于数字分区的经典启发式方法。

 

结果显示,运行在霍尼韦尔H1模型上的R-QAOA与运行在经典模拟器(标记为“sim”)上的R-QAOA相比具有优势。这表明,与仅由于有限数量的测量而引起的波动相比,来自H1设备本身的干扰极小。



详情:

https://www.forbes.com/sites/moorinsights/2021/03/19/bmw-chooses-honeywell-model-h1-quantum-computer-and-entropica-labs-for-supply-chain-quantum-proof-of-concept/?sh=4e424c7f1c27

 

Atos将其量子学习机交付给莱布尼茨超级计算中心

 

Atos将其量子学习机(QLM)交付给莱布尼茨超级计算中心。巴伐利亚科学人文学院的莱布尼茨超级计算中心(LRZ)最近开设了一个量子集成中心,并将把QLM集成到一个混合量子-经典高性能计算环境中。

 

Atos的量子学习机(QLM)是一个高性能的独立设备,它使用经典处理器来模拟多达41个量子比特的量子程序。因此,它是不用真正的量子计算机就能使用的最高性能模拟器之一。


详情:

https://ml-eu.globenewswire.com/Resource/Download/345ae0e5-2b06-4de2-bae6-9a35e87d142b

 

韩国现代重工集团推出业界首个量子密码通信系统

 

韩国综合型重工业公司现代重工集团(Hyundai Heavy Industries Co.)表示,该公司在其全球造船事业部中首次引入量子密码通信技术,旨在确保其国防技术的更高安全性。

 

在建立量子密码通信基础设施的倡议下,该公司成功建立了连接专用船舶事业部、管理总部和海上工厂的量子密码通信试验网。

 

现代重工的工作人员表示,量子密码通信系统的引入将有助于建立一个更强大的安全系统,以保护国防和工业技术。同时使其该公司创建基于5G的智能船厂奠定基础。



详情:

http://koreabizwire.com/hyundai-heavy-introduces-industrys-first-quantum-cryptography-communication-system/185086

 

01 Communique与ISA Cybersecurity签署合作协议,出售IronCAP X™技术

 

01 Communique公司是首批上市的网络安全提供商之一,其宣布已与ISA cybersecurity签署了合作协议。ISA Cybersecurity是加拿大领先的以网络安全为重点的公司,拥有近三十年提供网络安全服务的经验。

 

IronCAP X™一种用于电子邮件/文件加密的网络安全产品,包含了商业专利技术。这种新产品与当今市场上的产品有两大区别。

 

首先,今天的加密技术使电子邮件服务器成为网络攻击的中心目标。而IronCAPX™将每个加密消息端到端地传递给收件人,以便只有收件人可以解密和读取消息,从而消除了黑客攻击电子邮件服务器的动机。

 

第二,IronCAP X™ 是世界上第一个量子安全端到端电子邮件加密系统之一;可防止来自当今系统和量子计算机的网络攻击。使用IronCAP X™的消费者和企业将受到未来的网络安全保护。

 


详情:

https://finance.yahoo.com/news/01-communique-signs-partnership-agreement-120000839.html

 

Aliro Quantum与HQAN合作构建分布式量子网络

 

Aliro Quantum和美国国家科学基金会(NSF)混合量子架构与网络量子飞跃挑战研究所(Quantum Leap Challenge Institute for HQAN)联手构建分布式量子网络的基础技术。这是一条经济高效的高性能计算(HPC)路线,将在医学、安全通信、导航系统、人工智能等领域实现突破。

 

HQAN由伊利诺伊大学的IQUIST领导,并与威斯康星大学和芝加哥大学合作。除了这三个中西部研究中心之外,HQAN还整合了产业和政府实验室。

 

分布式量子计算是为高性能计算应用扩展量子计算所需的关键技术。HQAN正在开发组装混合量子处理器和网络所需的技术。通过与HQAN的合作伙伴关系,Aliro将通过合作研究项目分享其在量子网络设计方面的专业知识,并协助HQAN的员工发展工作。



详情:

https://www.prnewswire.com/news-releases/aliro-quantum-partners-with-hqan-to-build-distributed-quantum-networks-301254521.html

 

生物技术公司董事长Helmut Jeggle加入IQM董事会

 

量子计算公司IQM宣布,德国生物新技术公司BioNTech董事长Helmut Jeggle已加入其董事会,他在转型阶段加入公司。Helmut Jeggle在公司发展的关键时刻加入了IQM,此前他在A轮融资中通过投资Salvia GmbH间接投资了该公司。

 

通过最近的一轮融资,IQM将利用其新颖的设计方法在德国建造量子计算机。

 

“需要处理的数据量是许多行业的限制因素之一。量子计算机和替代技术提供了更快、更有效地利用大数据的机会。一个激动人心的应用可能是加速和简化药物开发过程。”IQM首席执行官Jan Goetz说。

 


详情:

https://www.wfmz.com/news/pr_newswire/pr_newswire_technology/biontech-chairman-helmut-jeggle-joins-the-board-of-iqm-quantum-computers/article_001f1b93-e9c3-5d91-800a-2602cfac9414.html

 

IBM发布超导量子计算机开源电子设计自动化软件Qiskit Metal

 

近日,IBM发布了他们的超导量子计算机开源电子设计自动化软件Qiskit Metal。

 

Qiskit Metal是第一个专门针对量子计算机的电子设计自动化(EDA)工具,旨在帮助社区使用预构建或定制的组件轻松地自主创新和设计超导量子设备。Qiskit Metal设计过程始于一个概念——特定设备哈密顿量所需的参数,哈密顿量是描述能量及其量子特性的算子。

 

例如,用户可能希望构建一个具有特定量子比特频率或量子比特间耦合的设备。由于Qiskit Metal组件库,处理第一级布局只需几分钟。然后,Metal进行自动经典分析,以确定设备的电磁特性,接下来进行量子分析,以返回设备的能量本征光谱等信息。最后,用户可以将量子分析的结果与目标哈密顿量进行比较,并根据需要进行调整。

 

IBM希望,即使没有EDA专业背景,新用户也可以完成设计,就像搭建一个建筑玩具,而有经验的用户可以生产定制组件,以设计出最先进的芯片。该团队预计Metal将随着超导量子计算领域的整体发展而成熟,并与未来量子硬件和建模的进展相结合。

 


详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/FPKvEStV4R8OWuwcAQ-QkA

 

三星即将发布第二代量子手机

 

据报道,三星和韩国网络运营商SK电信再次联手,开发第二代配备所谓量子RNG芯片的Galaxy智能手机,以提高安全性。

 

即将推出的Galaxy A Quantum 2将是一款全新的Galaxy A82 5G手机,配备令人印象深刻的QRNG芯片。据报道,三星第二代量子手机Galaxy A Quantum 2将于下月上市,售价约为70-80万韩元(4033-4609元人民币)。

 

详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/u666awBkZHuFNH-aUd_Klw

 



Skoltech科学家架起了量子模拟器和量子计算机之间的桥梁

 

俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所(Skoltech)的一名研究人员发现了一种新的计算通用的量子计算模型——变分模型,其填补了量子模拟器与更传统的量子计算机之间的空白。

 

量子模拟器是为了与我们希望理解的目标量子系统共享属性而构建的。早期的量子模拟器是“专用的”——这意味着它们不能被编程、调整或调整,因此可以模拟一个或极少数目标系统。

 

与量子模拟器相比,人们期待已久的量子计算机是一个完全可编程的量子系统。虽然构建一个完全可编程的量子处理器仍然难以实现。

 

量子信息处理实验室的负责人Jacob Biamonte已经证明,“当代量子增强算法的变分方法能够实现量子计算的通用模型。这项研究弥合了可编程量子模拟器和通用量子计算机之间的差距。这项分析提供了一种利用变分方法实现量子算法的新方法。”


详情:

https://www.hpcwire.com/off-the-wire/skoltech-scientist-bridges-the-gap-between-quantum-simulators-and-quantum-computers/

 

新型温度计可以加速量子计算机的发展

 

瑞典哥德堡的查尔姆斯理工大学的研究人员开发了一种新型的温度计,该温度计可以在量子计算过程中以极高的精度简单快速地测量温度。这一突破为量子计算提供了一个有价值的基准测试工具,并为量子热力学领域中的实验打开了大门。

 

量子计算机中的关键组件是同轴电缆和波导,它们是引导波形的结构,是量子处理器和控制它的经典电子设备之间至关重要的连接。微波脉冲沿着波导传播到量子处理器,并在此过程中被冷却到极低的温度。波导还可以衰减和过滤脉冲,从而使极其灵敏的量子计算机能够在稳定的量子状态下工作。

 

为了最大程度地控制这种机制,研究人员需要确保这些波导不会由于电子在其发送的脉冲之上的热运动而携带噪声。换句话说,他们必须在微波波导的冷端测量电磁场的温度,在微波的冷端,控制脉冲被传递到计算机的量子比特。在尽可能低的温度下工作可最大程度地降低在量子比特中引入误差的风险。

 

到目前为止,研究人员只能以相对较大的延迟间接测量该温度。现在,借助查尔姆斯研究人员的新型温度计,可以在波导的接收端直接测量极低的温度,读值非常准确,并且具有极高的时间分辨率。

 


详情:

https://phys.org/news/2021-03-thermometer-quantum.html

 

研究人员用马约拉纳费米子实现量子隐形传态

 

上海纽约大学和中国科学技术大学科学家共同发现了隐形传输由马约拉纳费米子(Majorana fermions)构成的量子态的新方法,这一发现可以带来大型稳定量子计算和量子存储设备的发展。其成果于3月3日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters),题为Emulating Quantum Teleportation of a Majorana Zero Mode Qubit。

 

在此次研究中,上海纽约大学物理学助理教授Tim Byrnes教授和其博士生Marek Narożniak用马约拉纳费米子构造了拓扑量子态。

 

为实现隐形传态,研究团队将这些态编织成不同的量子态。“你可以把这个过程想象成编辫子,不同的‘辫子’就是你对量子态实施的不同操作。量子态包含的信息取决于当下‘辫子’是如何编的,”Narożniak解释道,“我们编的‘辫子’能够满足隐形传态的条件,所以我们基于此开发了一个隐形传态的算法。”

 

由于仅凭现有技术难以搭建为实现隐形传态研究的拓扑系统,Byrnes教授与Narożniak决定与中国科学技术大学博士后、文章共同第一作者黄合良合作,使用中科大超导量子比特处理器(Superconducting Qubit Quantum Processor),对提出的方法进行实验模拟。

 

结果表明,拓扑隐形传态模式如预期运行成功。这个实验也为未来研究者使用超导量子比特处理器进行拓扑系统模拟提供了借鉴。

 

研究团队同时也发现了一种在模拟实验中探测量子错误的新方法。得益于这种方法,他们能够排除出现错误的量子,将量子模拟的保真度提高近15%。

 

 

详情:

https://shanghai.nyu.edu/cn/news/nyu-shanghai-scientists-develop-method-teleporting-quantum-states-using-majorana-fermions

 

中国科大研发新型量子比特读出方法

 

中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在高保真度量子比特读出方面取得重要进展,提出了不同于传统思路的新型自旋电荷转化方法,将“脆弱”的自旋量子态信息转移到“皮实”的电荷状态上,从而实现更高保真度的量子比特读出。该研究成果以"High-fidelity single-shot readout of single electron spin in diamond with spin-to-charge conversion"为题,发表在近期的《自然-通讯》上[Nature Communications 12, 1529 (2021)]。

 

研究人员首先比较了在光读出下电荷态和自旋态的寿命,发现电荷态稳定性比自旋态高5个数量级,在实验中实现了保真度高达99.96%的电荷态非破坏测量。接着,通过引入红外光(1064 nm)诱导的激发态电离通道,将自旋的0和1分别对应地转化成电荷的“电中性”和“带负电”两种状态,进而通过读出电荷态实现对自旋态的读出。实验结果显示,在自旋翻转过程严重的NV色心上,传统共振荧光方法误差为20.1%,而新方法将误差压制到了4.6%。

 

另外,该工作确定性地证明了红外光通过单光子过程电离NV-激发态。2013年以来,关于1064nm波长的红外光抑制NV色心荧光的物理机制存在争议,光热、受激辐射、暗能带、光电离等多种模型被提出。本工作提供了支持光电离模型的关键实验证据,并且与目前部分第一性原理模型预测截然不同,可以为相关理论提供实验修正参考。

 

  

详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/cufdZ5U8MaK9jhODxE2Kxg

 

中国科大联合清华大学实现“完美编码”

 

在《国家科学评论》(National Science Review, NSR)最近发表的一篇研究论文中,中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、陈宇翱团队,清华大学马雄峰团队,以及牛津大学等机构的科学家们用超导量子比特,对五量子比特纠错码进行了实验探索。作者们在超导量子系统上实现了[[5,1,3]]码,验证了用超导量子比特实现量子纠错码的可行性。

 

文章作者重点展示了纠正单个通用量子比特错误的五量子比特纠错码,即所谓的“完美编码”。通过在理论上编译和优化了编码过程,最邻近受控相位门的数量被减小到八个。这些实验和理论上的进步最终实现了功能齐全的五比特纠错码的基本组成部分,其中包括将通用逻辑量子比特编码为纠错码。随后,作者对纠错码的关键特征进行了验证,包括识别任意单比特错误,逻辑态的逻辑门操作,和态解码的能力。

 

详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/NzDW3gZvUCK-ZeWMPhloLw

 

南科大量子研究院首次准确证明多体临界相的存在

 

近日,南方科技大学量子科学与工程研究院(简称“量子研究院”)副研究员王玉成与访问教授、北京大学量子材料中心教授刘雄军合作,从理论上预言了具有扩展但不可热化特征的多体临界相的存在。该研究以“Many-body critical phase: extended and nonthermal”为题,在《物理评论快报》发表。

 

这项工作首次准确证明多体临界相的存在。该工作跳出从相变点附近去寻找多体临界相的框架,去研究非相互作用所存在的临界相在加上相互作用后的效果。通过有限尺寸标度分析发现,加上相互作用后,在热力学极限下得到三个基本量子相,即除了多体遍历相和多体局域相之外,还存在多体临界相。

 

 

详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/Nd91fGFVyur2oyui22aJIQ

 

中国科大首次将分子量子比特相干时间突破1毫秒

 

近日,国际学术媒体Physics World以“Molecular qubits stick around for longer”为题报道了中国科学技术大学的中科院微观磁共振重点实验室在分子量子比特研究方向上的最新科研成果。

 

研究团队发布重磅成果实现对磁性分子的调控和观测,将分子量子比特的相干时间提高至1.4毫秒,量子比特的品质因数比之前报告的数值提升了40倍。

 

 

详情:

https://mp.weixin.qq.com/s/NNVgi8DSc78alvrFU9zRfg

 

—End—

相关阅读:
0313-0319周报 
0306-0312周报
0301-0305周报
0222-0226周报
0206-0219周报

#光子盒社群招募中#

进入光子盒社群,与我们近距离互动,了解量子领域更多产业、商业、科技动态,领取量子技术产业报告。
 
现添加社群助手微信Hordcore即可进群 ,与我们一起展望未来!

你可能会错过:

: . Video Mini Program Like ,轻点两下取消赞 Wow ,轻点两下取消在看

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存