周报 | 科学家首次实现四方量子安全电话会议；澳大利亚陆军将举办首届量子技术挑战

光子盒研究院出品

英国研究人员演示了首次基于量子安全的四方电话会议

由英国国家量子技术计划（NQTP）资助的量子通信中心的研究人员和他们的德国同事最近展示了一个涉及四方的量子安全会议电话，这是量子安全通信领域的一个及时进展，未来可能会出现具有固有的不可破解安全措施的会议电话。

安全通信依赖于加密密钥的共享。大多数系统中使用的密钥相对较短，因此可能会受到黑客的攻击，而密钥分发过程正受到快速发展的量子计算机越来越大的威胁。为了解决这些日益增长的数据安全威胁，需要新的、安全的密钥分发方法。

研究人员利用量子物理的多体量子纠缠特性，通过一种称为量子会议密钥协商（QCKA）的过程，在四方之间同时共享密钥，克服了传统QKD系统只能在两个用户之间共享密钥的局限性，使第一个量子电话会议得以召开。四方被长达50公里的光纤隔开，分享了一只柴郡猫的图像。

本次实验由赫瑞-瓦特大学(Heriot-Watt University)的研究者领导，名为“实验量子会议密钥协议(Experimental quantum conference key agreement)”的研究发表在《科学进展》杂志上。

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https://www.devdiscourse.com/article/technology/1600943-research-paves-way-for-future-quantum-secure-conference-calls

澳大利亚陆军举办首届量子技术挑战

澳大利亚陆军将举办首届量子技术挑战(QTC 2021)，包括陆军认为可以应用量子技术的三个领域的挑战。第一个目标是将研究使用量子技术探测地下结构和物体的方法。第二个目标是开发一种手段来破坏或拒绝对手的安全天基通信。第三个目标是使用量子计算来优化军队的物流链。

同时，澳大利亚陆军启动了量子技术路线图，这是陆地领域技术开发和应用的关键第一步。就陆军的加速战争愿景而言，其感兴趣的领域包括的量子技术、机器人和自主系统以及网络和信息战。

“量子技术是一组新兴颠覆性技术的一部分，这些技术有潜力推动战争性质的重大变化。”澳大利亚陆军Simon Stuart少将在路线图发布期间解释说。

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https://www.theaustralian.com.au/special-reports/new-ground-in-robotics-and-quantum-technology/news-story/7e810478fa3ff09c9b6d44ec7cb0ec8f

美国海军空战中心飞机部门发布研究征集，包括量子技术

美国马里兰州Patuxent River海军航空站的海军空战中心飞机部门(NAWCAD)官方发布了一份研究征集(N00421-21-S-0001)，研究课题包括航空电子设备、传感器和电子战；空气力学；动力和推进系统；系统工程；数据科学和可视化；战争。

人工智能(AI)、网络战、量子计算、高超音速、电子战(EW)、航空电子设备和安全通信是美国海军航空研究新计划中的几个课题。

海军空战中心飞机部门(NAWCAD)的研究征集将开放一年，包括提交白皮书和邀请选定数量的公司提交正式提案，这些公司以前提交过白皮书。

本次征集共有17个主题。量子的定义如下：

•量子，涉及安全通信和传感能力、金刚石NV传感、量子保密和量子计算。

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https://www.militaryaerospace.com/defense-executive/article/14204670/artificial-intelligence-ai-cyber-hypersonic

量子中继器的纠缠量子存储器：离量子互联网又近了一步

在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中，西班牙光子科学研究所（ICFO）的科学家在Hugues de Riedmatten教授的领导下，实现了两个远程、多模和固态量子存储器之间可扩展的纠缠。简单地说，他们能够在相距10米的两个量子存储器中存储时间最多25微秒的单个光子。

该团队补充道，纠缠是通过检测电信波长的光子产生的，它以多路复用的方式存储在量子存储器中。“这种特性类似于允许以经典的方式同时发送多条消息。”这两个关键特征首次一起实现，并为将该方案扩展到更远的距离奠定了基石。

正如ICFO的博士生、该研究的第一作者Dario Lago指出，“这个实验的独特之处在于我们的技术实现了非常高的速率，并且可以扩展到更远的距离。”

ICFO的Hugues de Riedmatten教授说：“这个想法是在10多年前构思的，我很高兴看到它现在在实验室中取得了成功。下一步是将它带出实验室，尝试将不同的节点连接在一起，并将纠缠分布在更远的距离上，超出我们目前已有的范围。事实上，我们正在实现第一个35公里的量子链路，这将在巴塞罗那和ICFO之间的菲尔斯堡完成”。

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https://icfo.eu/newsroom/news/article/5064

霍尼韦尔与CQC合并组建世界上最大的量子计算公司

霍尼韦尔宣布，两家世界领先的量子计算和量子技术公司霍尼韦尔量子解决方案公司 (HQS) 和剑桥量子计算公司(CQC)将合并，组建世界上最大、最先进的独立量子计算公司，为未来30年预计将达到1万亿美元的量子计算行业奠定了基础。

霍尼韦尔至今保持着全球所有量子计算机中量子体积(QV512)的最高纪录，并号称“全球最强量子计算机”，而CQC则保持着量子软件领域的融资纪录，并在量子软件和算法领域实现多个开创性研究。

新公司将提供世界上性能最高的量子计算机和全套量子软件，包括第一个也是最先进的量子操作系统。这些技术将支持客户在不同领域改进计算的需求，这些领域包括网络安全、药物发现和交付、材料科学、金融和所有主要行业市场的优化。该公司还将专注于促进自然语言处理的发展，以充分利用量子人工智能的发展潜力。

根据监管机构的批准和惯例的交割条件，该合并预计将于2021年第三季度完成。霍尼韦尔的董事长兼首席执行官Darius Adamczyk将担任新公司的董事长。新公司将由剑桥量子计算公司(CQC)的CEO兼创始人Ilyas Khan领导。现任霍尼韦尔量子解决方案公司(HQS)的总裁Tony Uttley将担任新公司总裁。

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https://mp.weixin.qq.com/s/bjV67X8t4t2nrIyLROoCQA

英国宣布与IBM达成为期五年、价值2.1亿英镑的合作伙伴关系

6月3日，英国科学部长阿曼达·索洛维宣布与IBM达成为期五年、价值2.1亿英镑（约合人民币19亿元）的合作伙伴关系。它的使命是通过打破创新的实际障碍（如获得基础设施或组织内部的数字技能差距），降低探索和采用新数字技术(如人工智能和量子计算)的风险，支持英国企业和公共部门。通过加快企业利用新数字技术的步伐，这种合作将提高生产率，创造新的技术工作岗位，并推动地区和国家经济增长。

IBM Research和英国科学技术设施委员会(STFC)下属的哈特里中心，将在英国达斯伯里建立一个名为哈特里国家数字创新中心(HNCDI)的STFC-IBM联合项目，共60名科学家、实习生和学生加入。该项目旨在应用人工智能、高性能计算和数据分析、量子计算和云技术，加速发现并开发创新解决方案，应对包括材料开发、生命科学、环境可持续性和制造在内的行业挑战。

这项研究是IBM全球发现加速器(Discovery Accelerator)计划的一部分，该计划旨在通过建立研究中心、促进和支持协作社区以及在大规模项目中提高技能和实现经济增长，在先进技术融合的基础上加速发现和创新。

这项声明建立在IBM和STFC哈特里中心于2013年开始的合作基础上，并作为英国将研发支出占GDP的比重提高至2.4%的努力的一部分。

IBM Research的Flavio Cipcigan

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荷兰计划在三年内建成量子之家

荷兰国家量子计划Quantum Delta NL宣布在代尔夫特理工大学校园内建设12000平方米的量子之家(House of Quantum)，并作为荷兰的量子总部。量子之家带有孵化园和实验室的性质，将是一个为创造未来量子技术和商业的公司、投资者和研究人员提供服务的生态系统。

量子之家将位于TU Delft校园的南部，靠近高速公路和著名的科研机构，如荷兰量子研究中心QuTech和荷兰国家应用科学研究院(TNO)，并将很快容纳各种创业公司、实验室和共享的技术设施。TU Delft已拥有部分应用科学学院。一个新的洁净室也在建设中，因此所有的量子和纳米研究活动很快就会聚集在几分钟的步行距离内。

量子之家将是荷兰发展量子技术的国家总部，同时与ASR荷兰科学园基金达成合作。量子之家将于2024年竣工。

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诺思罗普·格鲁曼公司与Arqit合作，探索基于量子技术的政府安全

美国军工生产厂商诺思罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)和英国量子技术公司Arqit合作探索量子加密技术在国防和国家安全计划中的潜在用途。

Arqit表示，该合作伙伴关系旨在初步评估政府对Arqit卫星加密平台的政府应用，随后对该系统的各个项目进行技术评估。

Arqit的创始人David Williams表示，两家公司希望为“五眼联盟(Five Eyes)”网络内的政府和国防客户提供新产品。

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https://blog.executivebiz.com/2021/06/northrop-arqit-partner-to-explore-quantum-based-security-for-government-settings/

LGU+的抗量子密码线路通过韩国认证机构的验证

韩国电信运营商LGU+在工厂和医院建立的抗量子密码(也叫后量子密码)线路已通过韩国标准化、测试和认证机构的验证。这家移动运营商表示，将升级算法，以便在数字化转型时代实现量子安全基础设施在各个领域的更广泛应用，将基于模拟的工作过程转换为自动化和数字化的过程。

LGU+表示，专用于抗量子密码的线路的正常运行已经过电信技术协会(TTA)的测试和验证。在3月份的一次测试中，发现LGU+使用的算法超出了TTA的测试标准，并且与应用服务和程序的链接没有问题。

LGU+已将后量子密码(PQC)技术商业化，该技术是指被认为可以安全抵御量子计算机攻击的密码算法。密码学家正在设计新算法，为量子计算成为威胁的时代做好准备。PQC不需要单独的网络基础设施来分发加密密钥，因为它可以灵活地应用于需要加密的有线和无线网络的不同部分。

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https://www.ajudaily.com/view/20210518110825311

Qrypt向通过云实现广泛的量子安全加密迈出了第一步

Qrypt是一家通过量子熵即服务(Entropy-as-a-Service，EaaS)实现的加密量子安全解决方案的生产商，它宣布推出其Cloud Entropy Portal。这个世界上第一个虚拟EaaS解决方案提供了对高质量量子随机数发生器(QRNG)硬件的快速访问。

Cloud Entropy Portal使任何应用程序的量子安全随机数广泛可用，特别是加密密钥生成。除了Cloud Entropy Portal，Qrypt不久将推出更多的静态量子数据和动态数据SDK，供任何企业、组织或政府机构将量子安全集成到应用程序中。

“我在中情局的经历让我相信隐私权是一项基本权利，每个人都应该有机会获得中情局级别的安全保护——这就是我创办Qrypt的原因。”Qrypt的首席执行官兼创始Kevin chacker说。

Qrypt的技术大规模扩展了量子安全加密，避免了对专用量子密钥分发(QKD)设备的高基础设施投资。Qrypt不再部署卫星和专用光纤电缆，而是通过云中QRNG的认证网络，将QKD的同步密钥生成数字化。这种方法对经典密码学和PQC都很有用，它消除了在现代IP网络中发现可复制或可预测密钥的问题。Qrypt将授权任何企业或组织享受与美国白宫相同的国家安全加密级别。

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https://www.businesswire.com/news/home/20210609005154/en/Qrypt-Makes-First-Step-Toward-Widespread-Quantum-Secure-Cryptography-Through-the-Cloud

美国启动首个应对妇科疾病的量子药物研发项目

6月4日，针对未被满足的医疗需求开发精准药物的人工智能公司Auransa和量子药物设计公司Polaris Quantum Biotech（POLARISqb）宣布了一项研究合作，将针对被忽视的妇科疾病开发治疗方法。

这项合作致力于开发解决多种妇科疾病的治疗方法，双方互补的专业知识有望实现传统医学研究无法提供的解决方案。

Auransa是一家由人工智能驱动的生物技术公司，拥有一条治疗各种疾病的新型化合物管道。Auransa的专有预测计算平台SMarTR™ Engine，使用计算方法来处理疾病异质性，从而预测靶标和化合物，从分子数据中产生见解。

POLARISqb建立了第一个使用量子计算的药物发现平台，使这个过程快了十倍。POLARISqb的TachyonTM平台从巨大的化学空间中扫描数十亿个分子，寻找新的分子药物。

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https://mp.weixin.qq.com/s/DnOajhO_Wp8E11gqhl8QBg

一场大型在线量子公司招聘会将于月底举行

量子日报（The Quantum Daily）和Qureca公司将在北京时间6月25日举办名为“量子技术职业博览会”的大型在线招聘会，来自英国、美国、欧洲和加拿大的公司将提供大量职位。

在此次招聘中，员工们将有机会与在量子技术领域处于全球领先地位的雇主交流。同样，量子工作的雇主将有机会与世界上最训练有素、教育程度最高的量子工作者建立联系。

点击链接进行报名（不能在北美、欧洲工作的无需考虑）：

https://www.airmeet.com/e/1edc6fb0-b7c7-11eb-b3b0-8bfabb804588

时间表（北京时间）：

2021年6月25日

12:00 AM - 12:10 AM：欢迎会

12:10 AM - 1:00 AM ：主题演讲

1:00 AM - 2:45 AM：公司讲座

2:45 AM - 3:30 AM：技能讲座和问答环节

3:30 AM - 5:00 AM：1:1快速联网会议

展位将从1:00 AM开始提供。

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https://mp.weixin.qq.com/s/Spo5zXyXR78in0KtnXWWJw

东芝创下双场量子密钥分发新的纪录

6月7日，东芝欧洲公司剑桥研究实验室首次演示了长度超过600公里的光纤双场量子密钥分发(TF-QKD)，打破了2020年3月中国科大创下的500公里纪录。东芝表示，这一突破将使欧洲大都市之间的远程量子安全信息传输成为可能，是建设未来量子互联网的重要进展。

现在东芝已经通过引入一种新的“双波段”稳定技术，展示了创纪录的量子通信。这将发送两个不同波长的光学参考信号，以最小化长光纤上的相位波动。第一波长用于抵消快速变化的波动，而第二个波长与光学量子比特的波长相同，用于微调相位。

在采用这些新技术后，东芝发现，即使在经过100公里光纤传输后，也可以将量子信号的光学相位保持在波长的几分之一内，精度为10纳米。如果不实时消除这些波动，光纤会随着温度的变化而膨胀和收缩，从而扰乱量子信息。

双频段稳定的第一个应用是长距离量子密钥分发(QKD)。商用QKD系统仅限于100-200公里的光纤。2018年，东芝提出双场QKD协议，作为延长距离的一种方式，并用短光纤和衰减器测试了其抗光损耗能力。通过引入双频段稳定技术，东芝公司目前已在长光纤上实现双场量子密钥分发，并首次演示了600多公里的QKD。

600公里双场QKD实验。来源：东芝欧洲

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空客与Qu&Co达成合作

6月8日，欧洲领先的量子计算软件开发商Qu&Co已与空中客车公司签署了一项合作协议，目的是研究、开发和测试与欧洲航空航天和国防部门相关的飞行物理模拟的量子计算方法。

飞行物理学是与飞机飞行相关的所有科学和工程方面的广泛名称，其中包含许多计算困难的问题，如由复杂微分方程控制的问题。

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C12 Quantum Electronic种子轮融资1000万美元

6月8日，C12 Quantum Electronics宣布种子轮融资1000万美元，本轮融资由360 Capital、法国国家投资银行(Bpifrance)、空中客车公司、法国巴黎银行投资部门和Octave Klaba提供，此外Bpifrance和法兰西岛大区提供额外赠款。

“这一轮将有助于加快公司独特的量子计算技术的发展。C12的突破性创新独特地使用碳纳米管作为其量子处理器的基本构件。公司的高纯度材料最大限度地减少了误差，并从根本上提高了性能。我们的量子处理器将有无限的应用范围，从优化运输和物流到改变医疗保健，”C12的联合创始人Matthieu和Pierre Desjardins指出。

这笔资金将用于扩大其拥有尖端技术开发人员和工程师的世界级团队，以及建立一条高科技试点生产线，设计包括纳米管生长设施、纳米组装设备、量子测量硬件等。这家初创公司的目标是在未来五年内开发一系列可以集成到经典超级计算机中的量子加速器，并设计特定应用的处理器，例如用于优化和量子化学需求。

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Pasqal完成A轮2500万欧元融资

6月8日，Pasqal宣布A轮融资2500万欧元。本轮融资由专业量子技术投资基金Quantonation领投，Runa Capital、Daphni和Eni Nest参投，包括欧洲创新理事会(EIC)基金此前宣布的承诺。这笔资金将用于推进Pasqal模拟和数字量子处理器的开发，加强其应用协同设计方法，构建其量子计算即服务(QCaaS)混合云产品，并启动国际扩张。

在Pasqal的处理器中，中性原子被激光以极高的精度进行操纵，以前所未有的规模实现高连通性的量子处理器。Pasqal一直在开发从原子量子比特到软件工具的完整计算堆栈，以实现高效运行并融入主要的第三方编程环境。Pasqal的一台量子计算机已经投入运行，另外两台正在建造中。

Pasqal的首席执行官Georges-Olivier Reymond说：“我们有望在2023年前交付第一批与行业最终用户相关的潜在用例。这将与设备一起提供，准备在数据中心运行，2022年初在云端提供，2023年开始在HPC中心（德国+法国）内部部署，使用数百个量子比特和数千个量子比特运行。”

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KETS Quantum Secruity完成310万英镑融资

6月8日，KETS宣布融资310万英镑，用于将硬件推向市场，从而保护数据免受使用量子计算机的新一代网络攻击。本轮轮融资由Quantonation和Speedinvest（专注于早期科技初创企业的欧洲风险投资基金）共同牵头，Mustard Seed MAZE参与。

KETS由Chris Erven、Caroline Clark 和 Jake Kennard 于2016年创立，该公司研发了一种独特的基于芯片的解决方案，可在不影响性能的情况下提供超低的功耗和重量。从基于芯片的量子安全加密开发套件开始，该公司还开发了针对量子安全威胁的保护。

这笔投资将用于加速首批产品的开发、生产和交付。

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济南量子技术研究院成立量子技术公司

6月8日，济南量子技术研究院设立山东极量信息科技发展有限公司，作为研究院科技成果转化和资产管理的平台。山东极量的成立标志着研究院驶入成果转化的快车道、迈上产业化发展新征程。

研究院将充分发挥自身优势和山东极量的作用，通过转让、许可、作价投资等转化方式与信息产业深度合作，聚焦通信、计算和测量领域，提供更高的安全性、更快的计算速度和更精密的测量技术支撑，推动量子科技产业链建链、延链、补链，打造千亿级量子信息产业。

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弱磁场下空穴自旋量子比特构建成功：每秒运算1亿次，寿命长达150微秒

在量子力学的世界里，研究人员甚至可以让空穴服从他们的命令。由奥地利科学技术研究所IST Katsaros小组的Daniel Jirovec领导，与意大利科莫L-NESS大学间中心的研究人员密切合作，现在已经创建了一个新的装置来控制固体材料中电子的缺失，并成功构建了空穴自旋量子比特。

他们想利用这些空穴，打造出结合半导体和超导体的新型量子计算机。这些空穴甚至具有自旋的量子力学性质，如果它们靠近彼此，就可以相互作用。“我们在L-NESS的同事将几纳米厚的硅和锗的不同混合物层叠在一起。这使得我们可以将这些洞限制在中间的富锗层。”Jirovec解释说。“在顶部，我们添加了微小的电线，即所谓的栅极，通过对它们施加电压来控制孔洞的运动。这些带正电的空穴会对电压产生反应，并能在其层内非常精确地移动。”

利用这种纳米尺度的控制，科学家们移动两个靠近彼此的空穴，利用它们相互作用的自旋创造一个量子比特。但是为了保证这个过程成功，他们需要在整个装置上施加一个磁场。

于是，他们的创新方法发挥了作用。在他们的设置中，Jirovec和他的同事们不仅可以移动空穴，还可以改变它们的属性。通过设计不同的空穴性质，他们利用不到10毫微米的磁场强度，从两个相互作用的空穴自旋中创造出了量子比特元。相比其他类似的量子比特设置，这是一个较弱的磁场——以往通常要用至少十倍强的磁场。

除了新的技术可能性，这些空穴自旋量子比特看起来很有前途，主要是基于它们的处理速度。结果显示，在弱磁场环境下，该量子比特可高速操作并保持较长时间：它们的运算速度高达每秒1亿次，寿命长达150微秒，似乎特别适合量子计算。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/ist-austria-researchers-international-team-develop-promising-new-qubit-with-holes/

德国卓越集群ct.qmat的科学家转向拓扑研究的新方向

来自德国的ct.qmat科学家共同努力，在拓扑电路中实现了物质的非厄米拓扑状态。拓扑物质的主要主题是它在拥有不受局部扰动影响的特别稳定和强大的特征方面的作用，这可能是未来量子技术的关键因素。当前ct.qmat最新研究结果显示将从电路转移到替代光学平台，其研究发表在《物理评论快报》上。

卓越集群(The Cluster of Excellence)ct.qmat–量子物质的复杂性和拓扑项目是维尔茨堡大学和德累斯顿工业大学(TU)自2019年以来的联合研究合作项目。来自33个国家和四大洲的250多名科学家进行研究在超低温、高压或强磁场等极端条件下揭示出惊人现象的拓扑量子材料，使这些特殊属性在日常条件下可用，将成为革命性量子芯片和新型技术应用的基础。卓越集群由联邦和州政府的卓越战略(Excellence Strategy)资助。

目前报道的工作的核心是奇偶时间(PT)对称性的电路实现。ct.qmat团队利用PT对称性仍然使具有增益和损耗的开路系统与隔离系统共享大量特征。这是在补偿性耗散和累积设置中设计拓扑缺陷状态的核心见解。它是通过非厄米PT拓扑电路完成的。

在构建了线性维度为30个单元的PT对称拓扑电路的一维版本后，研究团队设想的下一步技术是采用二维的PT对称电路，例如大约1000个耦合电路单元。最终，通过拓扑电路获得的洞察力可能会建立一个里程碑，使光控计算机成为可能。它们将比今天的电子控制模型更快、更节能。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/uow-and060121.php

苏黎世联邦理工学院探索可靠的量子机器学习

苏黎世联邦理工学院(ETH)的计算机科学家对可靠的量子机器学习进行了早期探索。

对于非常庞大和复杂的数据集，机器学习可以提供人类无法发现的有价值的结果。然而，对于某些计算任务，即使是当今可用最快的计算机也达到了它们的极限。这就是量子计算机的伟大前景发挥作用的地方：有一天它们也将执行经典计算机在有用的时间内无法解决的超快速计算。

然而，要真正发挥量子计算的潜力，必须使经典的机器学习方法适应量子计算机的特性。例如，算法，即描述经典计算机如何解决某个问题的数学计算规则，必须为量子计算机制定不同的公式。为机器学习开发功能良好的“量子算法”并非易事，因为在此过程中仍有一些障碍需要克服

由ETH计算机科学教授、ETH人工智能中心成员Ce Zhang领导的研究小组最近在努力推理经典分布的鲁棒性以构建更好的机器学习系统和平台。他们与上海交通大学的Nana Liu教授和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Bo Li教授共同开发了一种新方法。这使他们能够证明某些基于量子的机器学习模型的鲁棒性条件，保证量子计算可靠且结果正确。研究人员在科学期刊npj Quantum Information上发表了他们的方法，这是同类方法中的第一种。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/computer-scientists-led-by-eth-zurich-explore-reliable-quantum-machine-learning/

澳大利亚研究人员称量子显微镜可以无创“观察”活细胞

澳大利亚昆士兰大学的研究人员创造了一种量子显微镜，可以揭示原本无法看到的生物结构。这为生物技术的应用铺平了道路，并且可以远远超出此范围，扩展到从导航到医学成像等领域。

来自昆士兰大学量子光学实验室和ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的Warwick Bowen教授表示，这是第一个基于纠缠的传感器，其性能超越了现有技术的最佳水平。“这一突破将激发各种新技术——从更好的导航系统到更好的MRI机器，应有尽有。”

该团队的量子显微镜的一个主要成功是它能够跨越传统光学显微镜中的“硬屏障”。该研究得到了美国空军科学研究办公室和澳大利亚研究委员会的支持。它发表在Nature上(DOI：10.1038/s41587-021-03528-w)。

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https://thequantumdaily.com/2021/06/10/australian-researchers-say-quantum-microscope-that-can-non-invasively-see-living-cells/

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0529-0604周报

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