周报 | 首台国产10mK稀释制冷机诞生；中国建成世界最长无中继光纤量子通信网络

中国科学院物理研究所自主研制无液氦稀释制冷机实现10mK以下极低温

中国科学院物理研究所是中国低温实验技术和低温物理研究的发源地，早在在70年代末就研制成功了我国第一台湿式稀释制冷机，实现了34mK的极低温。

现在，由中国科学院物理研究所姬忠庆等人组成的团队，攻克了稀释制冷机热交换器的制作等多项核心技术。在自主研制的无液氦稀释制冷机上率先实现10mK(-272.99℃)以下极低温环境。

2021年6月24日晚，完全自主研制的无液氦稀释制冷原型机已经实现10.9mK的长时间稳定连续运行，单冲程模式可达8.7mK。该技术突破将为我国的量子计算等前沿研究提供低温条件保障。

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http://www.iop.cas.cn/xwzx/snxw/202106/t20210625_6117203.html

印度开发出10mK低温稀释制冷机

同样是在6月24日，印度科学教育与研究学院(IISER)的科学家们使用低温制冷技术实现了10mK的低温。

“这一壮举将有助于量子计算机的研究。我们计划使用稀释制冷机来测试超导量子比特，这是量子计算机的关键成分。” Goutam Sheet副教授说。

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https://www.tribuneindia.com/news/schools/iiser-mohali-scientists-develop-coldest-refrigerator-in-north-india-272428

中国建成世界首个500公里无中继光纤量子通信网络

6月21日发表于《自然·光子学》的一篇论文显示，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事张强、陈腾云与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等合作，在511公里的光纤链路上实现了双场量子密钥分发(TF-QKD)，并在没有任何可信中继的情况下，连接济南和青岛两个城市。

这是世界上第一个无可信中继的长距离光纤QKD网络。研究团队精确地控制两个500公里远的独立激光源的波长，并快速补偿通道中任何微小的相位波动。然后，通过511公里的超低损耗光纤(包括430公里的长距离光纤和81公里的光纤线轴，总损耗为89.1 dB)的总信道长度对TF-QKD进行了现场测试，连接山东的济南和青岛。

在济南和青岛之间511公里的光纤中，用两个独立的激光源对SNS-TF-QKD(发送-不发送双场量子密钥分发)进行了实验验证。该QKD网络生成的安全密钥速率比无中继QKD协议的绝对密钥速率限值高了一个数量级，比采用相同长度的QKD现场测试系统的预期值高了三个数量级。

511公里无中继QkD网络

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https://mp.weixin.qq.com/s/ZZu9gDh-DNSBN4mHZuBvDA

欧盟放宽对非欧盟量子和空间研究人员的资助规定

欧盟收回了禁止一些非欧盟国家参与量子计算和空间项目的规定。其955亿欧元“欧洲地平线”资助计划的新一轮举措将允许一些非欧盟国家加入此类项目，但欧盟将寻求特殊的“保证”，以避免利益受到损害。

此前，作为欧盟的执行机构，欧盟委员会曾希望禁止英国、以色列、瑞士和其他几个国家参与数十个量子计算和空间项目，它认为这些项目对欧盟具有战略重要性。但以德国为首的一些欧盟成员国持有不同意见，主张将为完全进入欧盟研究项目付费的“准”国家包括在内。英国去年与欧盟决定分道扬镳，而瑞士和以色列希望续签结盟协议。

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https://www.sciencemag.org/news/2021/06/europe-loosens-funding-rules-non-eu-quantum-and-space-researchers

姚期智教授荣获2021届京都奖

6月18日，2021 年度京都奖公布。图灵奖得主、中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院院长姚期智教授获奖。

“在科学文明发展和人类精神丰富之间保持平衡的同时，为人类未来的进步作出贡献。”京都奖是一个国际奖项，于1985年开始颁奖，主要颁发给在科学技术以及艺术和哲学领域做出重大贡献的个人。

姚期智教授的获奖理由是“对计算和通信新理论以及基于该理论的安全基础理论的开创性贡献”。

姚期智教授是国际著名理论计算机科学家，因其开创性工作而荣获2000年度图灵奖(计算机领域的最高奖项)，他的研究方向包括计算理论及其在密码学和量子计算中的应用。他是量子计算与通信领域的先驱，于1993年最早提出量子通信复杂性，1995年提出分布式量子计算模式，后来成为分布式量子算法和量子通信协议安全性的基础。

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https://mp.weixin.qq.com/s/pPafDw7Yp3tLprdppZeL5A

加拿大NSERC资助100万美元，用于量子通信和量子密码学的研究

加拿大自然科学与工程研究理事会(NSERC)向国立科学研究所（INRS）的Roberto Morandotti教授资助了80多万美元，用于量子通信和量子密码学的两个研究项目。量子通信项目还受益于魁北克省促进和经济与创新部的215157美元资助。

Morandotti教授研究方向为由本地节点组成的量子通信网络。这些节点产生用于传输信息的光子。这些光子的量子特性允许它们沿着光纤在本地节点之间长距离传播。但两个主要障碍减缓了这项有前途的技术的发展：光子的损耗和本地节点之间缺乏强大的互连。Morandotti教授将与行业合作伙伴OptoElectronic Components公司(OEC)合作克服这些障碍。

他们将共同开发基于集成波导的光子芯片和标准光纤之间鲁棒、低损耗的互连。Morandotti教授明确表示，“这是基于光纤的量子安全通信商业化的关键一步，将有助于加拿大保持其在该领域的领先地位。”

来自英国的大学和工业研究团队也将通过同时开发光子芯片进行合作。

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https://finance.yahoo.com/news/combined-investment-1-million-two-120000290.html

亚马逊AWS与意大利首次开展量子计算合作

6月17日，意大利国家核物理研究院(INFN)和亚马逊网络服务(AWS)宣布了一项新的合作，以扩展意大利研究界有关量子计算的科学知识，并确定在高能物理和基础物理中的潜在应用。

作为此次合作的一部分，AWS正在为INFN社区提供对亚马逊Braket(完全托管的量子计算服务)量子计算功能的访问，该社区包括来自意大利多达26所大学的研究人员。

通过亚马逊Braket，INFN的研究人员可以利用量子计算能力，无需建立和管理基础设施、与多个量子硬件供应商协商访问以及编写代码以集成不同的环境。

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https://mp.weixin.qq.com/s/Dmkjf5jLHRVxOdiSsvehOQ

奥地利推出1.07亿欧元量子计划

为了在后新冠时代保持经济的可持续发展，奥地利联邦教育、科学和研究部宣布提供1.07亿欧元(略高于1.27亿美元)的资金用于量子研究和量子技术，计划名为量子奥地利(Quantum Austria)。

该计划的战略目标是加强量子技术的基础研究，促进高度创新的产品和服务的商业化。

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俄罗斯量子通信网络预计在10-15年内全面运行

6月21日，俄罗斯总统发言人德米特里·佩斯科夫表示，预计在10-15年内，俄罗斯量子通信网络实现商业运营，目前原型系统已经投入使用。

佩斯科夫补充说，俄罗斯国营铁路公司近日开通了从莫斯科到圣彼得堡之间的首条量子通信干线，全长700公里，是目前欧洲最长的一条。

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https://mp.weixin.qq.com/s/PZk89scxYyzJhkOLw-VC9Q

Comstock投资5000万美元，以加速材料科学的发展

美国矿业公司Comstock Mining Inc已宣布执行协议，以5000万美元的价格收购其技术开发合作伙伴Quantum Generative Materials LLC(GenMat)5%的股份。本次交易前，Comstock持有该公司45%的股份。

Comstock将在未来六个月内提供1500万美元的初始资金，并在GenMat实现关键开发里程碑后提供3500万美元。所得款项将用于扩大GenMat的开发工作，其主要目标是将量子计算技术商业化，以加速材料科学的发展。

GenMat正在研发一种专有的量子操作系统，以挖掘这种潜力，并利用新兴的量子计算技术来开发用于高影响应用的突破性新材料，包括电池、采矿以及碳捕获和利用。

“量子计算具有解决我们这个时代紧迫挑战的巨大潜力，例如全球资源稀缺和气候变化。”Comstock执行主席兼首席执行官Corrado De Gasperis说，“一段时间以来，我们一直在与GenMat的世界级团队以及量子计算专业人员和材料科学家合作，致力于开发前沿新材料。”

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https://finance.yahoo.com/news/comstock-invests-15-000-000-104500445.html

量子初创公司Atomionics种子轮融资250万美元，以建造量子传感器

总部位于新加坡的量子创业公司Atomionics披露已获得250万美元的种子轮投资以启动其业务。Atomionics现在正在扩大其团队，以加快其传感技术的开发。

该公司由曾任新加坡量子技术中心研究员的Ravi kumar和现任CTO兼CEO的Sahil Tapiawala共同创立。他们正致力于基于冷原子的重力测量设备的现场试验。

在接下来的几个月里，Atomionics将迎来七名新员工加入。该公司在新加坡的两个地点设有办公室、实验室空间和机械设施。他们目前的工作集中在以足够坚固的形式组装量子传感器的光学和电子组件，希望将其带出实验室。

该公司正在建造一种便携式原子干涉仪，它可以比现有的商业重力仪更精确地测量重力，有可能揭示地球表面下结构的信息。它可以检测管道或隧道等基础设施以及石油、天然气和矿藏等自然资源。该小组的目标是使仪器具有足够的可移动性，以便用于连续测量。

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https://www.quantumlah.org/about/highlight/2021-06-atomionics-funding

宝马集团6年资助慕尼黑工业大学510万欧元，以推动量子算法与应用

慕尼黑工业大学(TUM)校长Thomas F. Hofmann教授、宝马AG开发管理委员会成员Frank Weber和宝马AG首席信息官Alexander Buresch签署协议，设立“量子算法与应用”领域的捐赠项目。在六年的时间里，宝马集团将为TUM的教授、设备和人员提供510万欧元的资金。

通过迈出这一步，宝马集团和TUM正在寻求弥合在德国进行的杰出基础研究与其在工业中的具体应用之间的差距。捐赠项目将对量子计算领域的具体问题进行应用研究，同时在TUM和宝马集团之间建立持续的知识和发现交流。

此举突显了宝马集团努力推动慕尼黑地区作为高科技产业基地的持续发展，这也是慕尼黑量子谷的重要组成部分。

TUM和宝马集团已经在其他课题上有着密切合作，包括电池研究、循环经济、自动驾驶、生产中的人工智能和移动研究。在教学方面，宝马集团通过各种客座讲座和项目工作帮助提高课程的实用性，同时该公司还与TUM终身学习研究所建立了密切的合作关系。

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https://www.press.bmwgroup.com/global/article/detail/T0335292EN/cutting-edge-research-into-quantum-computing:-bmw-group-and-technical-university-of-munich-agree-to-create-an-endowed-chair-in-%E2%80%9Cquantum-algorithms-and-applications%E2%80%9D?language=en

微软Azure推出新的量子启发优化算法

微软宣布其Azure Quantum正在进一步扩展其求解器产品。除了现有的求解器(包括Parallel Tempering和Quantum Monte Carlo)，用户现在还可以使用两种新的算法：亚随机蒙特卡罗(SSMC)和群体退火(PA)。

两者都是群体算法。他们借鉴了多年的物理学和量子力学研究，并受到自然过程的启发。从供应链管理和劳动力调度应用到投资组合管理，不同行业都会出现优化问题。二元优化允许在代码中表达优化问题定义，并使用启发式方法找到一组好的解决方案。该新求解器加入了在Azure Quantum中可用的优化产品系列。

亚随机蒙特卡罗(SSMC)是一种旨在模拟量子退火所利用的隧穿效应的过程。运行该算法时，微软会在问题环境中部署一组“旅行者”（群体）。就像在模拟退火(SA)中一样，他们探索空间并尝试找到最小值。SSMC已证明在应用于MAX-SAT问题时非常成功。

群体退火(PA)试图通过创建模拟退火算法(SA)并行运行的集合来找到好的解决方案。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/new-solvers-further-enhance-the-azure-quantum-optimization-offering/

QC Ware推出公司量子即服务平台Forge的新功能

QC Ware宣布了公司量子即服务平台Forge的新功能。Forge专为数据科学家和量子工程师设计，现在将提供线性代数API和数据加载器电路，可用作量子算法的构建块。

对于数据科学家，Forge现在提供基本的线性代数函数，用于在近期量子计算机上估计距离和计算矩阵乘积。线性代数计算是复杂量子优化和量子机器学习算法的核心，对于实现量子计算优势至关重要。

对于量子工程师，用户能够生成自己的数据加载器电路，在模拟器和近期硬件上加载真实的、多维的数据。同时，量子工程师可以在生成的数据加载器电路之上构建自己的量子算法。

QC Ware Forge已与Amazon Braket集成，以提供对D-Wave、Rigetti Computing和IonQ量子计算机的访问。Forge现在还与IBM Quantum量子计算机集成。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/qc-ware-announces-quantum-linear-algebra-apis-on-forge/

FormFactor推出自动化低温晶圆探针系统以实现超导计算应用

领先的半导体测试和测量供应商FormFactor公司与美国大型军工生产厂商诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)合作，宣布推出一个全自动低温晶片探针系统，工作温度为4K及以下，以加速超导计算应用的发展。

该团队生产了多台全自动低温晶圆探针，能够满足超导电路的挑战性测试要求。

诺斯罗普·格鲁曼公司高级处理解决方案副总裁Vern Boyle说:“在4K或更低温度下进行测试的能力对超导电路的发展至关重要。在晶圆级进行这些测试可以大规模提高生产能力。”

在其关键测试技术的产品组合中，FormFactor是支持低温测试和测量的领先产品供应商。它的“实验室到工厂”低温产品提供了广泛的能力来加快量子计算研究和商业化的上市时间，包括低于100mK的低温恒温器、在77K和4K及以下工作的低温芯片级和晶圆级探针、工程探针和探针卡以及扫描SQUID技术。

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www.formfactor.com

量子计算公司IQM发布超导量子处理器设计软件

6月17日，总部位于芬兰的欧洲量子计算公司IQM发布了用于自动化设计超导量子处理器的开源软件工具kQCircuits——由芬兰阿尔托大学和IQM利用kLayout设计程序联合开发的Python库。

kQCircuits创建了一个由社区驱动的通用平台，通过一个简单、开放的框架，实现了从芯片设计、模拟到制造的量子芯片开发。有了kQCircuits，量子工程师和物理学家只需点击一下就可以方便地生成芯片设计。他们还可以在设备制造过程之前检查信号路由，避免产生代价高昂的错误。

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https://mp.weixin.qq.com/s/MRHEsNzfqL45jELQaos-NA

北京量子院与光大科技达成合作

近日，光大科技与北京量子信息科学研究院、北京玻色量子科技有限公司正式签署三方战略合作协议，三方将在金融科技应用、人才培养、共建实验室等方面展开全面深入合作。此次战略合作协议的签署标志着光大科技在量子科学领域进入全新探索阶段。

合作中，三方将共同探讨和推进如何利用量子信息技术，解决银行投资策略优化、金融产品和资产定价模拟、对冲交易优化、关键信息保密通信、金融风险评估等问题，并致力于联合产出专用于金融领域的量子计算算法、量子计算模拟器、量子科技应用产品。

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https://mp.weixin.qq.com/s/7bg-x_h9dPOHd1v7J2Sy2Q

量子计算公司玻色量子天使轮融资数千万

采用独特技术的国内量子计算公司玻色量子宣布，近期完成数千万天使轮投资，由点亮伯恩资本领投。本轮融资将用于量子计算软硬件技术研发、团队充实和光量子实验室的构建。

据玻色量子介绍，公司聚焦于相干量子计算技术路线，成果具备短期内商业化可行性，能对人工智能和优化组合问题计算进行指数级加速，进而应用和服务于各个行业。

哥本哈根大学的新发明使量子比特在室温下能够保持稳定

哥本哈根大学尼尔斯-玻尔研究所的研究人员发明了一种新技术，使量子比特在室温下保持稳定，而不是仅在-270℃下工作。他们的发现省电省钱，这是量子研究的突破。

“我们为存储芯片开发了一种特殊的涂层，它可以帮助量子比特在室温下保持一致和稳定。此外，我们的新方法使我们能够将量子比特存储更长的时间，也就是毫秒而不是微秒，这在以前是不可能的。我们对此非常兴奋，”尼尔斯-玻尔研究所量子光学教授Eugene Simon Polzik说。

存储芯片的特殊涂层使得存储量子比特变得更加容易，而不需要大型制冷设备，因为大型制冷设备操作起来很麻烦，而且需要很大的功率。因此，新发明将更便宜，更符合未来行业的需求。

“在室温下储存这些量子比特的好处是它不需要液氦或复杂的激光系统来冷却。此外，它是一种更简单的技术，在未来的量子互联网中可以更容易地实现，”加州大学哲学博士Karsten Dideriksen说。

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https://news.ku.dk/all_news/2021/06/new-invention-keeps-qubits-of-light-stable-at-room-temperature/?fbclid=IwAR1LmSB9mWocPTLFe-3kbkx6DSGqdHkY8VSGS_oosnIN7D635-kHMWOJIAk

以色列研究人员创建了一种可以检测量子引力的原子芯片干涉仪

以色列的物理学家在原子芯片上创建了一个量子干涉仪。该设备可用于通过研究两束原子之间的干涉图来探索量子理论的基础。此前这类实验是使用光子进行的，但从未使用过原子。该成果发表在《科学进展》杂志上。

由Ron Folman教授领导的以色列科学家在原子芯片上创建了一个干涉仪，它可以限制和/或操纵原子。一束铷原子被磁铁悬浮在芯片上。磁梯度用于根据单个原子的自旋值分割光束。自旋是一个磁矩，可以有两个值，向上或向下。自旋向上和自旋向下的原子被磁梯度隔开。随后，两个发散的光束再次聚集在一起并重新组合。然后测量自旋值，并形成干涉图案。自旋是一种量子现象，在整个干涉仪中，相反的自旋是纠缠在一起的。这使得干涉仪对其他量子现象很敏感。

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https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210604135420.htm

新冷原子源研究为便携式量子设备奠定了基础

据美国媒体《每日科学(Science Daily)》报道，近日，英国牛津大学和伯明翰大学的研究人员设计出了一种新冷原子源装置，可用于便携式量子技术设备，并发表在光学领域权威杂志《光学快报(Optics Express)》上。

这种金字塔形的新冷原子源装置只需要4个反射镜就可以将激光从各个方向照射到真空中的原子上，并形成独特可调光圈、可调通量，实现提高设备测量精度等性能。

“使用基于激光冷却原子源有许多用途，用于同步电子通信，如GPS和导航系统。”英国牛津大学的研究小组组长Christopher Foot说，“更广泛的可部署紧凑型原子钟(包括空间)为电信网络提供了更广泛能力，因为其可以在网络中断时保持精确的计时。还可用于研究重力测绘、惯性导航、通信设备中的物理现象，以及暗物质和引力波等研究应用。”

研究人员表示，这款新的冷原子源装置适合商业应用，由于它具有少量组件和很简单的组装步骤，因此生产起来将很容易。

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https://floridanewstimes.com/the-new-cold-atom-source-lays-the-foundation-for-portable-quantum-devices/290239/

悉尼大学研究人员在量子纠错算法方面取得重大进展

悉尼大学的研究人员正在使用国家计算基础设施(NCI)的Gadi超级计算机来寻找更有效、更强大的方法来控制量子计算机的构建模块。

该研究小组此前曾将错误纠正阈值提高到一个新的水平。阈值越高，出现的错误越多，系统可以解决这个问题。现在，他们已将阈值提高到以前仅在理论上预测的水平。对量子比特排列的表面上简单的改变产生了出乎意料的大结果。

针对量子比特排列的所有不同可能排列，在Gadi上运行了大约8700万次独立模拟，研究人员现在使阈值水平与物理量子计算系统的实际错误率一致。研究员 David Tuckett 博士说：“这一步让我们更接近于实现实用的量子计算。能够在NCI上快速运行这些模拟对于理解我们的量子比特安排的有效性至关重要。如果没有NCI的支持和对高性能计算的访问，我们就无法了解这么多东西。”

左侧新表面代码和右侧旧表面代码的阈值错误率估计。与以前的代码相比，新代码显着提高了X和Z错误的阈值错误率。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/university-of-sydney-researchers-make-major-step-forward-for-quantum-error-algorithms/

日本电气通信大学研究人员为量子网络构建光学量子处理器模块

量子光子学的研究集中在光子的相干控制上。这种对光的控制是实现光量子网络并最终实现量子互联网的重要一步。

日本电气通信大学(UEC)的kali Prasanna Nayak和他的同事，正在使用纳米纤维，开发一个独特的全光纤平台的量子光子学应用。

UEC纳米光纤技术的关键特点是，光场在横向上受到严格限制，同时作为导模在远距离传播，并在倏逝区与周围介质发生强相互作用。这一特性为操纵单原子(固态量子发射器)和光纤引导光子带来了独特的可能性。

基于他们迄今为止的研究成果，Nayak和同事们正在开发利用光子晶体纳米光纤腔实现的单原子阱(激光冷却)和光纤引导光子之间的量子界面，以及利用沉积在纳米光纤上的单量子点混合系统实现的光纤耦合量子光源。这些光纤耦合量子光子学平台显示出作为光量子处理器构建模块的前景，并且可以很容易地集成到光量子网络中。

基于纳米纤维的量子界面示意图

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http://www.ru.uec.ac.jp/e-bulletin/research-highlights/202106/b.html

研究人员发现超导量子计算机纠错面临新的困难

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员发现了整个超导量子计算芯片中的错误是相关的。研究人员在6月16日发表在《自然》杂志上的一项研究中报告了他们的发现。重要的是，他们的工作成果还指出了缓解错误的办法。

该研究的资深作者、威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授Robert McDermott说：“我认为人们一直在以一种过于乐观的方式处理纠错问题——盲目地假设错误是不相关的。但我们的实验确实表明错误是相关的，但随着我们发现问题并形成深刻的物理理解，我们将找到这些问题的解决方法。”

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https://mp.weixin.qq.com/s/mLv0uzj7XTZDgPVcavXIgA

奥地利研究人员演示紧凑型离子阱量子计算机

奥地利因斯布鲁克大学实验物理系的研究人员演示了一台紧凑型离子阱量子计算机。论文于6月17日发表在《物理评论X Quantum》。

这台紧凑型量子计算机可以放入两个19英寸宽(合计约100厘米)的机架中。这台紧凑型设备可以自主操作，并将很快实现在线编程。

论文作者之一、因斯布鲁克大学的Thomas Monz说：“我们的量子计算实验通常占据30到50平方米的实验室。我们现在希望将因斯布鲁克开发的技术应用到尽可能小的空间，同时满足行业中常用的标准。”新设备旨在表明量子计算机将很快准备好用于数据中心。另一位论文作者Christian Marciniak补充道：“我们能够证明紧凑不一定要以牺牲功能为代价。”

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https://mp.weixin.qq.com/s/v1ZMqbkXaComSNChAyHfjA

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