周报 | IonQ集齐世界三大云服务商；BBVA将量子计算金融应用的时间表提前了数年

光子盒研究院出品

IonQ离子阱量子计算机现已登陆谷歌云

长期以来，谷歌从未公开过自己的量子计算云平台。现在，IonQ的11量子比特离子阱量子计算机已在谷歌云上向公众开放，而谷歌自己的超导量子计算机处于内部测试模式。当前的谷歌云客户将能够使用他们现有的帐户通过谷歌云市场访问IonQ机器。

上周，IonQ宣布将其量子计算平台与谷歌领先的开源量子计算框架Cirq完全集成。IonQ的早期投资者之一是谷歌的风险投资机构GV。IonQ的量子计算机也可以用IBM的Qiskit、Xanadu的Penny Lane和CQC的t|ket>编程。

IonQ的11量子比特机器现在可以通过三大云供应商获得，包括微软Azure、亚马逊Braket和现在的谷歌云，以及直接的应用编程接口访问。IonQ还开发了32量子比特机器，预计将在今年晚些时候向云合作伙伴提供这款机器。

2016-2020年全球云计算服务市场份额排名

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https://www.businesswire.com/news/home/20210617005246/en/IonQ%E2%80%99s-Leading-Trapped-Ion-Quantum-Hardware-Now-Available-on-Google-Cloud-Marketplace

BBVA和Zapata将量子计算金融应用的时间表提前了数年

量子计算公司Zapata Computing最近宣布了与BBVA银行合作的一个研究项目的结果。确定量子算法在金融领域加速蒙特卡罗模拟的挑战和机遇。

蒙特卡罗模拟通常用于信用估值调整（CVA）和衍生品定价。这项研究提出了新的线路设计，大大减少了在衍生品计算中获得实际量子优势所需的资源，使金融机构能够从量子计算机产生真正价值的那一天的预计时间表缩短了数年。

“我们创新的量子加速蒙特卡罗方法采用了一种新的振幅估计形式，再加上额外的改进，使得量子线路变得更浅，在某些情况下比文献中著名的替代方法浅数百倍。”Zapata Computing的CTO兼创始人Yudong Cao说，“这种方法将量子计算机完成CVA计算所需的时间减少了几个数量级，同时也大大减少了获得量子优势所需的量子比特数，他们对需要多少量子计算资源才能获得商业运营的实际利益进行了深入研究。这种类型的深入研究可以直接告知特定用例中量子优势所需的硬件规范。”

BBVA墨西哥定量与商业解决方案团队负责人Andrea Cadarso说：“在现实环境中提高这些计算的性能，将直接影响金融风险管理所需的技术资源和成本。这项研究的意义并不局限于CVA计算。我们打算将我们的方法扩展到定量金融中的其他应用，蒙特卡罗模拟广泛应用于从政策制定和风险评估到金融产品定价计算的所有领域。”

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https://www.streetinsider.com/Globe+Newswire/BBVA+and+Zapata+Computing+Release+Study+Showing+the+Potential+to+Speed+Up+Monte+Carlo+Calculations+for+Credit+Valuation+Adjustments+with+Quantum+Computing/18538750.html

英国研究人员构建了第一个模块化的量子脑传感器

英国萨塞克斯大学的一组科学家首次构建了模块化量子大脑扫描仪，并用它来记录大脑信号。这是世界上第一次使用模块化量子大脑传感器检测到大脑信号。对于所有从事量子大脑成像技术的研究人员来说，这是一个重要的里程碑，因为模块化传感器可以像乐高积木一样按比例放大。

该设备是在该大学的量子系统和设备实验室建造的，它使用超灵敏的量子传感器来拾取这些最小的磁场以观察大脑内部，从而绘制神经活动图。

该团队将传感器应用于参与者头皮的外部，靠近大脑的视觉皮层。他们要求参与者以10-20秒的间隔睁开和闭上眼睛，并且能够检测到信号。这是一个非常简单的动作，但要从外部看到它发生在大脑内部，需要非常复杂的量子技术。

英国量子传感器和计时技术中心首席研究员Kai Bongs教授说：“我们对苏萨塞克斯大学研究人员的这一突破性进展感到高兴。这些成功极大地推动了英国量子生态系统的发展，使我们离在临床应用中利用量子传感器技术更近了一步，这将产生真正的社会影响。在英国建立强大的量子大脑成像能力是我们合作的一个很好的例子。”

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https://phys.org/news/2021-06-modular-quantum-brain-sensor.html

麻省理工学院的研究人员消除了双量子比特门中的常见错误

麻省理工学院的研究人员在全面实现量子计算的道路上取得了重大进展，他们展示了一种技术，可以消除量子算法最重要的操作（双量子比特操作或“门”）中的常见错误。

麻省理工学院电气工程和计算机科学研究生、论文主要作者Youngkyu Sung说：“尽管在使用超导量子比特进行低错误率计算方面取得了巨大进展，但作为量子计算构建块之一的双量子比特门中的错误仍然存在。我们已经展示了一种可以大幅减少这些错误的方法。”

“我们现在进一步采用了可调耦合器的概念，并证明了两种主要类型的双量子比特门(Controlled-Z门和iSWAP门)的保真度接近99.9%。”电气工程和计算机科学副教授William D. Oliver说，“更高保真度的门增加了一个量子比特可以执行的操作数量，更多的操作转化为在更大规模上实现更复杂的算法。”

下一代量子计算机将进行纠错，这意味着将添加额外的量子比特以提高量子计算的鲁棒性。“可以通过增加冗余来积极解决量子比特错误。”Oliver说，然而，他指出，只有当门保真度高于特定的阈值时，这样的过程才有效，而这取决于纠错协议。

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https://news.mit.edu/2021/clearing-way-toward-robust-quantum-computing-0616

结合了量子、生物特征技术，SK电讯推出了世界上第一张QRNG密钥卡

韩国电信运营商SK电讯与总部位于瑞士的量子安全解决方案公司ID Quantique和当地的生物识别初创公司Octatco一起，共同开发了配备量子随机数发生器(QRNG)的“EzQuant”密钥卡。

“EzQuant将QRNG技术与基于FIDO的指纹认证钥匙卡相结合。”一名公司工作人员表示。FIDO(快速在线身份识别)是这样一种技术，每当用户请求访问时，它都会根据存储在设备上的模板验证用户的生物特征。

例如，EzQuant密钥卡与所有生物认证兼容，用户可以像往常一样访问他们的电脑。由于密钥卡支持FIDO认证、Windows Hello和NFC功能，可用于微软Office 365、Azure Cloud、谷歌Gmail、YouTube、脸书等服务的认证。

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http://www.koreaherald.com/view.php?ud=20210615000844

德国成立量子技术和应用联盟以促进量子应用

6月10日，十家领先的德国公司宣布联合成立量子技术和应用联盟(QUTAC)。创始成员包括巴斯夫、宝马、勃林格殷格翰、博世、英飞凌、默克、慕尼黑再保险公司、思爱普、西门子和大众。

新成立的联盟的目标是进一步将量子计算的现有基础发展成可用的工业应用。具体而言，与技术、化学制药、保险和汽车行业相关的应用将走向成熟。旨在为德国和欧洲量子计算的成功工业化奠定基础。

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https://www.qutac.de/?lang=en

国防科技大学正招募量子信息技术暑期生

国防科技大学研究生院发布举办9个研究生暑期学校招生公告。面向相关人员进行招生，为我国相关学科领域发展建设。

本次招生的类型与主题共有9个：

1.“先进激光技术”国际研究生暑期学校；

2.“量子信息技术基础及前沿”、“智能芯片与智能系统”、“大数据领域前沿理论与关键技术”、“纳米光电子技术与器件”、“智能无人系统-智能机器人技术”、“智能系统工程”、“空天技术”、“光电信息前沿技术”8个全国研究生暑期学校。

招生对象面向具有暑期学校相关学科知识背景的高年级本科生、硕士生、博士生、青年教师和技术人员。有意报考国防科技大学硕士或博士者优先。

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https://www.nudt.edu.cn/xwgg/tzgg/c33219e7726a4be4b1645f9b0677bb43.htm

QCI与洛斯阿拉莫斯国家实验室达成3年协议

Quantum Computing Inc（QCI）是连接经典计算和量子计算能力的领导者，其宣布与美国能源部(DOE)多学科研究机构和洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos)达成为期三年的合作研发协议(CRADA)。

合作的重点是推动解决下一代图分割问题的规范，并评估在QCI Qatalyst量子软件中实现当前和未来图分割算法，从而实现更高效的P级（每秒千万亿次浮点运算）模拟，并最终实现E级(每秒百亿亿次浮点运算)模拟。

这些类型的模拟被分解为在计算网格上运行，在配置中使用数百万个处理器，其中避免不必要的数据通信对于实现高持续性能至关重要。QCI的技术侧重于代表超级计算网格的图分解和图分割，防止计算负载不平衡，同时确保所需的性能和结果。

QCI的Qatalyst量子软件将用于处理洛斯阿拉莫斯的计算网格，重点是混合经典/量子算法。实现十亿倍规模的模拟，需要更大的计算网格，可以受益于QCI最近发布的QGraph图分析功能。在自动将图分割问题转换为更一般的约束优化形式后，该合作将使用量子处理器单元(QPUs)与经典处理器协同工作，以更优化地分割大型图形。混合工作最初将通过基于D-Wave量子退火计算机的量子粒子群算法完成，最终通过量子近似优化算法(QAOA)等算法在门型量子计算机上完成。

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https://www.globenewswire.com/news-release/2021/06/14/2246542/0/en/Quantum-Computing-Inc-Enters-3-Year-Agreement-with-Los-Alamos-National-Laboratory-in-Exascale-Petascale-Simulations.html

IBM量子计算机落户德国

本周，IBM量子计算机正式落户德国。IBM Quantum System One正式部署在了弗劳恩霍夫应用研究促进协会，此前它只存在于IBM位于纽约的数据中心。

IBM表示，弗劳恩霍夫协会将使用他们的量子计算机来研究未来量子计算的工业应用。此外，弗劳恩霍夫协会还将此视为一种帮助全球量子预备劳动力发展的方法。

落户弗劳恩霍夫的量子计算机内部是一个27量子比特、32量子体积的“猎鹰“（Falcon)处理器，这是IBM最先进的量子处理器。它能在比外太空更冷的温度下运行，量子比特具有很长的相干时间，精确、低噪声的运行功率约为1020瓦。

德国总理安格拉·默克尔在发布会上通过视频发表讲话。她表示，量子计算是该国在技术和数字领域维护主权的关键。量子还将为经济增长提供动力。

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https://mp.weixin.qq.com/s/omT-lRz5Je33z3sYfP55rA

美国投入100万美元用于高中教师的量子物理培训

德州大学阿灵顿分校(UTA)的副教授Karen Jo Matsler正致力于为高中教师开展一项全国性的培训计划，旨在将量子物理学纳入到数学、科学和工程课程中。

美国国家科学基金会(NSF)提供的998448美元的资助将使Karen Jo Matsler和共同首席研究员Ramon Lopez能够为中学教师提供第一个全国性的量子教育计划。UTA团队将与匹兹堡大学和杨百翰大学的同事合作。

这项为期三年的教育计划将利用参与者现有课程中熟悉的内容领域。Matsler认为，对数学、化学、技术和其他STEM课程的教案进行小的修改将使教师能够轻松地将量子理论融入教学大纲。这笔资金将通过为教师的教室提供津贴、资源和设备来支持教师。它还将支持学生STEM夏令营，让高中生可以参与量子活动，并认识到量子知识对他们未来职业的潜在影响。

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https://mp.weixin.qq.com/s/I83H42d0IETdqRQFuoe8dw

七国集团宣布联合建设量子通信卫星网络

6月13日，七国集团(G7)峰会正式闭幕。在峰会上，七国领导人宣布了联合开发基于卫星的量子保密网络，建设联合量子系统(FQS)。

FQS的基础是英国初创公司ArQit为商业客户开发的一个系统，该系统利用量子技术的突破来防范日益复杂的网络攻击。

该项目的成本预计将超过7000万美元，其中包括2023年发射第一颗卫星，由该联盟的政府和商业伙伴提供资金。他们还可以选择在10年内以大约2.5亿美元的价格购买一个专用版本。

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DigiFlynt将打造全球首个量子安全税收平台

Communique Laboratory Inc.宣布其合作伙伴DigiFlynt技术公司将把Communique的IronCAP引擎集成到他们为西非国家的政府构建的税务平台（COTS产品）中，这将是世界上第一个量子安全税务平台。

DigiFlynt致力于与IronCAP达成里程碑式的合作，通过指派一支精英团队，在2021年10月1日至2022年3月31日的迪拜世博会上展示IronCAP的解决方案，并将IronCAP技术销售给西非和海湾合作委员会国家（阿联酋、沙特阿拉伯、卡塔尔、科威特、巴林和阿曼）。

DigiFLYNT科技有限公司是一家在迪拜、加蓬、多哥、印度等地开展业务的公司，为数字未来奠定了基础。世界上许多地区，特别是西非正处在数字浪潮的风口浪尖上，由互联网普及率很高的非常年轻的人口推动，DigiFlynt正在帮助人们通过数字技术重新想象国家的治理和经济增长过程。

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https://www.streetinsider.com/Accesswire/DigiFlynt+takes+IronCAP+Technology+to+GCC+Countries+and+the+West+African+Region/18566049.html

WISeKey和圣埃蒂安国立高等矿业学校合作开发后量子密码算法

全球领先的网络安全和物联网公司WISeKey和法国圣埃蒂安国立高等矿业学校，将开始一项新的研发合作，以帮助国际社会找到能够抵御未来基于量子计算的网络攻击的密码算法。他们将共同参与美国国家标准与技术研究院（NIST）后量子密码标准化计划（NIST PQC）。

WISeKey在设计通用标准EAL5+和FIPS 140-2 3级认证硬件安全元件（MS600x安全微控制器，VaultIC）以及开发抗黑客固件方面拥有数十年的专业经验。要评估的新算法首先必须在WISeKey现有和新的硬件架构上实际运行。该公司还将分享其在深度学习人工智能技术方面的专业知识，以证明实现的鲁棒性。

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https://www.globenewswire.com/news-release/2021/06/10/2245508/0/en/WISeKey-and-MINES-Saint-Etienne-Research-Institute-Collaborate-to-Secure-Post-Quantum-Economy.html

住友公司调研量子计算机是否可以帮助引导空中交通

日本住友公司、东北大学和OneSky系统公司已经启动了一项试点计划，将从2021年6月开始到2021年12月结束，通过量子计算为城市空中交通(UAM)开发数千条飞行路线。该计划对于实现未来先进的空中出行能力至关重要，在这种情况下，许多UAM车辆和无人机将会飞行。

住友公司表示，先进的空中出行是下一代交通工具，将空域用作交通网络。城市空中交通特别有望减少城市地区的运输时间，促进偏远岛屿和山区的交通。这也将缩短应急响应时间。许多汽车、物流和出行公司已经在世界各地开发UAM车辆和无人机。

根据试点计划，将利用量子计算技术开发UAM车辆和无人机的优化飞行路线和调度。住友公司将监督整个项目，并利用OneSky系统公司的UTM系统和东北大学的量子计算技术，模拟UAM车辆和无人机在城市地区的飞行。

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https://www.sumitomocorp.com/en/jp

本源量子与民生银行签约

2021年6月18日，由安徽银保监局、省地方金融监管局、省科技厅、合肥市人民政府联合主办的2021年科技创新金融服务合肥专场对接会在安徽创新馆全球路演中心顺利举行。

合肥本源量子计算科技有限责任公司与中国民生银行顺利签约，签约金额达5亿元。这也预示着本源量子计算金融产业联盟再添新成员。

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https://mp.weixin.qq.com/s/ZNGxR75o-9WtRxU2ETG4yw

ISARA与Crypto4A合作解决量子安全风险的过渡期

ISARA公司和Crypto4A技术公司宣布了他们的合作伙伴协议，重点是为企业提供下一代安全性。

结合Crypto4A的硬件Qx™ Trust Architecture(QxTA™)，凭借ISARA在实现加密灵活性和量子安全性方面的软件专业知识，这两家公司正在合作开发和推出无缝且易于使用的基于市场的数字转换加密解决方案。

今天的密码基础必须是加密灵活的，以便为量子处理的安全风险驱动的密码需求即将发生的变化做好准备，美国国家标准与技术研究院(NIST)推出的抗量子公开密钥密码算法，以及需要企业部署和使用基于经典和抗量子的签名的过渡。

Crypto4A创始人兼首席技术官Bruno Couillard补充道：“25年前，当我们设计市场领先的Luna HSM硬件安全模块时，我们没有考虑到互联网、协议、移动、云、应用经济、AI/ML、数据隐私、远程访问和量子处理的影响。我们的QxTA™考虑到这些新的现实，重新思考硬件安全模块，这种重新思考引导我们与ISARA合作。”

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https://www.globenewswire.com/news-release/2021/06/15/2247410/0/en/ISARA-and-Crypto4A-Partnership-Simplifies-and-Accelerates-Digital-Transformations.html

量子密钥分发将首次应用于地月通信基础设施

6月15日，总部位于美国的致力于加密灵活性和量子就绪性的量子安全产品和服务的领导者Quantum Xchange，宣布与CommStar Space Communications(“ CommStar”)及其由国际通信公司、卫星制造商和技术提供商组成的团队合作，从而改变空间通信的传递、操作和访问方式。

为了保护动态数据，CommStar端到端数字服务平台将采用Quantum Xchange开创性的量子安全密钥分发系统——Phio Trusted Xchange (TX) ，Phio TX是一种简单的架构覆盖，利用带外对称密钥传递技术，使用独立于数据路径并通过量子保护传输的附加的密钥加密密钥(KEK) 补充本机加密。

使用Phio TX，任何来源的量子密钥：后量子密码(PQC)、量子密钥分发(QKD)、量子随机数生成器(QRNG)或它们的组合，都能在任何可以承载TCP/IP v4或v6流量的媒介（包括光纤、卫星、4G、5G 或铜线）上点到多点传递。

Phio TX将确保空间平台、星外设施之间以及地球上数据的分发者和使用者之间传输的数据受到当今最强大的加密保护，并为未来可能存在的威胁做好准备。

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英国首次在芯片架构上演示量子计算操作系统

数字量子计算公司Seeqc的英国团队与英国首个通用量子操作系统Deltaflow.OS的开发商Riverlane合作，在其独特的、芯片规模的集成量子计算架构上成功演示量子操作系统。这一成功体现了Deltaflow.OS的可移植性。

Deltaflow.OS在Seeqc平台上的紧密集成将使Seeqc能够通过其芯片级技术最大限度地提高低延迟性能。低延迟性能对于高效运行量子算法和实现量子优势非常重要。

Seeqc正在开发一种称为“数字量子计算”的新方法。数字量子计算结合经典计算和量子计算，形成了一个全数字架构，以解决效率、稳定性和成本问题，而这些问题经常困扰使用基于CMOS模拟、微波控制基础设施的量子计算系统。

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柏林工业大学的研究人员为未来通信网络开发构建模块

Tobias Heindel和柏林工业大学（TU Berlin）的同事正在开发未来量子通信网络的构建模块。低温冷却和光学平台设计方面的创新使这些研究人员能够使用设计的单光子发射光源优化安全、长距离量子密钥分发(QKD)的性能。

柏林工业大学试验台的核心是来自attocube公司的attoDRY800光学低温恒温器，attocube是一家为研究和工业提供专业纳米技术解决方案的德国制造商。

在商业方面，柏林工业大学正在成为attoDRY8000的“旗舰客户”，attocube现在已经在大学的固态物理研究所安装了三个低温恒温器(加上光学平台)。就Tobias Heindel而言，他订购了另外两个attoDRY800系统，这些系统将集成在一个大型“double-table”配置中，这是实验测试台的一部分，该台将通过一个公共中继站看到用于QKD的两个量子光源。

Tobias Heindel解释说：“该测试台将成为星状拓扑结构的早期演示器，我们希望这种拓扑结构能够为未来的城域量子网络进行扩展。我们还在柏林工业大学的其他建筑中部署光纤和自由空间光链路，以评估量子局域网架构的选择。”

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https://physicsworld.com/a/optical-cryostat-proves-a-game-changer-in-quantum-communication-studies/

滑铁卢大学研究人员首次在自由空间中观察到量子相干性

加拿大滑铁卢大学的研究人员首次使用散布在自由空间中的光子成功证明了量子相干的转移和恢复，从而为从量子通信到成像等领域提供了新的研究机会和应用。

“通过散射光子传递量子相干性的能力，意味着现在你可以做很多以前需要直接视线自由空间通道的事情。”该论文的第一作者、量子计算研究所(IQC)以及滑铁卢大学物理与天文学系的博士后Shihan Sajeed说。

通常，如果尝试通过空气（自由空间）发送和接收光子以进行量子通信或任何其他量子编码协议，则发射器和接收器之间需要直接视线。光路中的任何物体——从大到墙壁到小到分子——都会反射一些光子并散射其他光子，这取决于表面的反射程度。光子中编码的任何量子信息通常会在散射光子中丢失，从而中断量子通道。

与IQC量子光子实验室的首席研究员Thomas Jennewein一起，Sajeed找到了一种方法，可以在一对接一个发送的光子脉冲中对量子相干进行编码，这样即使从漫射表面散射后，它们也能保持其相干性。

“我们相信这可以用于量子增强激光雷达（光探测和测距）、量子传感、非视距成像和许多其他领域，这一应用的可能性是无限的。”Sajeed说。

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https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-06/lpcc-oqc061021.php

滑铁卢大学量子计算研究所将经典计算与量子计算相结合，为新发现打开大门

滑铁卢大学量子计算研究所(IQC)的研究人员与因斯布鲁克大学合作，发现了一种新的、更有效的计算方法，可以将经典计算机的可靠性与量子系统的强度相结合。这种新的计算方法为不同的算法和实验打开了大门，使量子研究人员更接近该技术的近期应用和发现。

虽然研究人员目前正在构建基于量子逻辑门的混合计算机，但Christine Muschik的研究团队对可以在没有门的情况下进行的量子计算感兴趣。他们设计了一种算法，其中通过对纠缠量子态执行一系列测量来执行混合量子经典计算。

混合计算是近期量子应用的新前沿。通过消除对量子门的依赖，Muschik和她的团队消除了与挑剔和精细资源的斗争，相反，通过使用纠缠量子态，他们相信他们将能够设计出可针对计算机数据集量身定制的反馈回路正在以更有效的方式进行研究。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/university-of-waterloo-combining-classical-and-quantum-computing-to-open-door-to-new-discoveries/

中国科大在光量子芯片领域取得重要进展

中国科大郭光灿院士团队在光量子芯片研究中取得重要进展。该团队任希锋研究组与中山大学董建文、浙江大学戴道锌等研究组合作，基于光子能谷霍尔效应，在能谷相关拓扑绝缘体芯片结构中实现了量子干涉。

任希锋研究组与中山大学董建文课题组合作在硅光子晶体体系中设计并制备出了“鱼叉”形的拓扑分束器结构。他们发现六角晶格结构的光子晶体中的电场相位涡旋方向依赖于不同拓扑陈数的晶格结构以及其所处的能带位置，可以构造出两种不同结构的拓扑边界。

基于能谷相关方向性传输的机理，设计并加工了拐角可达到120度的“鱼叉”形拓扑分束器，并在此结构上演示了高可见度的双光子干涉过程，干涉可见度达到95.6%。进一步通过级联两个拓扑分束器结构演示了片上路径编码量子纠缠态的产生。

该成果为拓扑光子学特别是能谷光子拓扑绝缘体结构应用于更加深入的量子信息处理过程提供了一个新的思路。

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https://mp.weixin.qq.com/s/ykWMByu6A3P2JVrQQc0BXQ

中国科大观测到开放量子系统多步演化的记忆效应

中国科大郭光灿院士团队在开放量子系统的实验研究中取得重要进展，该团队李传锋、柳必恒等人与奥地利科学院理论物理学家合作，实验观测到开放量子系统多步演化的非马尔科夫性，证明了量子记忆效应的操作依赖性。该研究成果发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。

在本工作中，李传锋、柳必恒等人利用过程张量的方法，将可控探测和系统演化分开，从而可以研究多步演化。研究组利用一对纠缠光子的偏振和路径自由度，构造了两类多步演化的开放系统动力学过程，通过度量这两类演化过程在不同测量方式下的非马尔科夫性，证实了量子记忆强度的操作依赖性。

该成果开启了多步演化过程的量子非马尔科夫性的实验研究，充分展示了多步演化过程的高阶量子记忆效应特征。

研究开放量子系统多步演化量子记忆效应的实验光路图

—End—

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0529-0604周报

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