周报丨中科大与本源量子利用机器学习取得量子计算新进展；抗量子加密货币本月上市

光子盒研究院出品

中国科大在机器学习提高超导量子比特读取效率上取得重要进展

近期，中国科大郭光灿院士团队在机器学习提高超导量子比特读取效率上取得重要进展。该团队郭国平教授研究组与本源量子计算公司合作，在本源“夸父”6比特超导量子芯片上研究了串扰对量子比特状态读取的影响，并创新性地提出使用浅层神经网络来识别和读取量子比特的状态信息，从而大幅度抑制了串扰的影响，进一步提高了多比特读取保真度。该成果以研究长文的形式发表在国际应用物理知名期刊《应用物理评论》上。

郭国平教授研究组与本源量子计算公司合作，通过对量子比特信息提取过程的抽象和模拟，提出一种新的量子比特读取方案，该新方案中的数据处理可以进一步简化为单步矩阵运算，未来可以直接转移到FPGA上，从而实现对量子比特状态的0延时判断以及对量子比特的实时反馈控制。该方案不仅适用于超导量子计算，也同时适用于其他量子计算物理实现方案。

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https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.16.024063

Bitcoin.com宣布9月上市抗量子加密货币

Bitcoin.com宣布，将于9月下旬在Bitcoin.com交易所上市一种量子加密货币Crown Sovereign。由于采用了下一代的一次一密加密技术，即使伴随着量子技术的出现，也能确保用户敏感数据的永久保护和价值。此次发布是Crown Sterling公司的一项重大成就，该公司试图通过下一代人工智能加密产品，在量子计算中增强数据主权。

Crown Sterling以随机数发生器和加密产品的形式提供基于软件的、人工智能驱动的下一代加密技术。

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https://finance.yahoo.com/news/bitcoin-com-announces-september-listing-151700032.html

中国电信量子通信产品在世界5G大会上亮相

8月31日至9月2日，以“5G深耕 共融共生”为主题的“2021世界5G大会”在京召开。中国电信董事长柯瑞文在大会主论坛上表示，自主研发了具有全网覆盖能力的“云堤”网络防护平台，正在加快打造量子密话、量子视频会议、安全专线、安全管家等一系列安全产品和服务。

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https://mp.weixin.qq.com/s/xFeg0aP2X-EyuW-OxGTOAw

本源量子将建设国内首个量子计算产业园

8月31日下午，本源量子计算科技有限责任公司（以下简称“本源量子”）与合肥蓝科投资有限公司（以下简称“蓝科公司”）正式签约，将携手打造国内首个量子计算产业园。合肥市市长罗云峰、合肥市人大常委会副主任宋道军，市政府秘书长罗平共同见证。

本源量子此次即将建设的量子计算产业园是我国首个量子计算产业园，该项目意义重大。产业园将打造量子计算生态产业链，园区建成使用后，预计引进量子计算上下游企业60家。预计将解决技术研发、市场销售、行政后勤等就业岗位2000个。上下游产业链的集合将大大有利于量子计算卡脖子问题的攻坚克难。

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https://mp.weixin.qq.com/s/Cxk3QNb9XltGyzShb-ETJw

腾讯公布量子计算机体系结构最新研究进展

针对当前量子控制处理器中存在的处理并行度较低，难以扩展的问题，腾讯量子实验室的相关团队提出了一种新颖的量子控制微体系结构QuAPE，包括：1）通过多核架构来对不同子电路进行动态调度，以实现电路层级并行度；2）通过量子超标量架构来高效地并行执行量子指令，以实现量子操作层级并行度。

该多核架构在一个含大量反馈的复杂算法的测试中取得了2.59倍的加速（理论最高为3.11倍）；超标量架构在多个其他常见量子算法的测试中通过取得了平均4.04倍的性能提升。这些新的高并行性控制方法为构建适用于大规模量子计算机的控制层打下了重要基础。

后续腾讯量子实验室会在已完成工作的基础上继续推进，包括量子控制体系结构的研究和工程实现的完善，以及探索量子纠错在控制层上的实现等。

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以色列将量子密钥分发系统用于载人航天

以色列宣布将在今年冬季实施的载人航天项目将携带以色列初创公司QuantLR最新的网络安全设备。作为国际空间站任务的一部分，宇航员Eytan Stibbe将演示QuantLR的独特技术如何帮助确保卫星和地球网络之间的信息传输安全。

QuantLR的安全性用量子密钥分发取代了基于数学的加密，在量子密钥分发中，随机比特被编码在单个光子上。光子通过光纤电缆、自由空间光学、卫星连接或其他传输定向光的方式传输。量子层面上的光子的本质是，如果有人试图复制或检查光子，它会改变量子比特及其携带信息的叠加，从而阻止攻击。

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https://www.timesofisrael.com/spotlight/securing-information-in-the-age-of-supercomputers/

NSF斥资2500万美元在芝加哥建立量子生物学研究所

作为促进量子科学研究的国家倡议的一部分，美国国家科学基金会(NSF)将斥资2500万美元在芝加哥建立一个研究所，用于研究生物量子传感，并培养量子劳动力。该研究所总部设在芝加哥大学，并与芝加哥州立大学、伊利诺伊大学芝加哥分校和哈佛大学合作，资助期限为5年。

这项研究需要跨学科的紧密合作，包括芝加哥大学化学系和物理系、普利兹克分子工程学院的科学家和工程师，以及芝加哥州立大学、UIC和哈佛大学的科学家。芝加哥大学与周边的阿贡和费米实验室的合作关系提供了获取专业知识和独特资源的途径，如超级计算机和同步加速器。

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https://news.uchicago.edu/story/nsf-announces-25-million-institute-chicago-quantum-biology-research

NSF拨款2000万美元建立MonArk量子工厂

蒙大拿州立大学和阿肯萨斯大学获得美国国家科学基金会(NSF)2000万美元的拨款，将建立MonArk量子工厂(Quantum Foundry)，加速量子材料和器件的发展。该工厂将帮助那些研究量子技术2D材料的人，创造工具和基础设施来帮助他们的研究，以促进学术界和产业界的交流。

MonArk量子工厂是NSF启动量子飞跃计划资助的第二个研究小组，该计划旨在建立科学与产业之间的联系。

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https://www.montana.edu/news/21419/msu-awarded-20m-grant-for-quantum-technology-development

东芝、丰田等24家日企成立量子战略产业革命联盟

2021年5月31日，东芝、丰田等数十家日本企业成立了“通过量子技术创造新产业委员会” (the Council for New Industry Creation through Quantum Technology)创始人协会，以推进建立产业委员会的准备工作，并制定促进量子技术方面的举措。9月1日，协会的24家公司在会员大会上正式成立了产业委员会，并更名为量子战略产业革命联盟：Q-STAR。

Q-STAR将邀请支持其目标和计划的不同产业的参与，并将与产业界、学术界和政府合作，推动应用新技术的计划，并建立相关的技术平台。Q-STAR关注的问题包括重新评估与量子技术相关的基本原则和法律，开展调查并就其适用性和必要的产业结构、系统、规则等提出建议。Q-STAR还将致力于建立一个全球公认的平台，促进与世界各地从事量子技术工作的其他组织的合作。

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《澳大利亚创新技术》白皮书：加大AI和量子投资

近日，澳大利亚信息产业协会(AIIA)发布了一份名为《增长全球竞争力产业：由澳大利亚创新技术推动》的白皮书，其中指出，澳大利亚联邦政府没有投入足够的资源将该国量子计算技术商业化，并称这是“对澳大利亚没有国家量子战略的可悲控诉”。

在白皮书中，AIIA在量子计算领域提出了两项建议，即政府需要实施国家量子技术战略并建立国家量子计算中心。

与加拿大、美国和英国等其他西方国家相比，澳大利亚商业化的投资金额要少得多。迄今为止，英国已经进行了超过10亿英镑的投资。相比之下，根据澳大利亚战略政策研究所今年发布的报告，自本世纪初以来，澳大利亚的累计投资约为5亿澳元。

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https://aiia.com.au/wp-content/uploads/2021/08/AIIA-Growing-Globally-Competitive-Industries.pdf

法国和荷兰签署关于量子技术合作的谅解备忘录

8月31日，法国总统马克龙和荷兰首相马克·吕特签署了一项《法荷联合声明》，打算深化和加强双边关系。关键优先事项之一是加强量子技术方面的合作。法国和荷兰的量子计划以及欧洲框架计划，使欧洲能够在量子技术的帮助下，在未来几十年解决重大挑战的竞赛中占据一席之地：能源转型、化学工业脱碳、药物设计、网络安全。

此外，四家致力于量子技术的商业机构出席了签字仪式，包括荷兰半导体设备制造商ASML、荷兰量子初创公司Qu&Co、法国风险投资公司Quantonation和法国IT公司Atos。为了建立这种长期合作，两国量子战略协调员将建立治理计划和交流框架，以确定联合融资和双边合作的机会。

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https://mp.weixin.qq.com/s/4UeJ4QqQyT5HSpY9pD394g

德国帕德博恩大学“光量子计算”获得数百万欧元的资助

德国帕德博恩大学的“光量子计算”研究项目获得了北威州文化和科学部(MKW)数百万欧元的资助。此前，帕德博恩大学还获得德国联邦教育和研究部(BMBF)190万欧元的资助，为期两年，从9月开始。

帕德博恩大学已经逐步建立起光量子计算机发展的关键技术。随着去年对光量子系统实验室(PhoQS Lab)研究大楼的拨款获得批准，相应的基础设施已经建立起来。

帕德伯恩大学希望通过他们的Qinos(量子组件-集成、光学、可扩展)研究项目，利用铌酸锂薄膜，克服光学量子网络的主要障碍。目标是开发一个简单的集成量子网络，用于演示大型网络的基本功能。未来，项目成果可用于实现多功能、面向应用的量子组件，并将其连接成大型、复杂的网络。

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https://sciencex.com/wire-news/391778452/international-research-centre-for-photonic-quantum-computing.html

印度推出该国首个量子计算模拟器工具包

上周，印度电子和信息技术部(MeitY)推出了该国第一个量子计算模拟器(QSim)工具包。该项目由位于班加罗尔的印度科技学院(IISc)、印度理工学院鲁奇校区(IIT-Roorkee)和先进计算开发中心(C-DAC)共同开发。

该平台不需要研究人员在他们的设备上安装任何软件。可以使用qctoolkit.com从任何浏览器登录。模拟将使C-DAC高性能计算机的计算资源进行，包括Param系列超级计算机。该平台还内置了Deutsch-Jozsa等量子算法。

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美国能源部拨款300万美元，用于量子化学研究

由芝加哥大学、普渡大学、哈佛大学研究人员组成的团队获得了美国能源部三年300万美元的资助，用于量子化学研究，该团队由普渡大学的Sabre Kais教授领导。他们有一个共同的目标：能够理解和预测分子的工作。这些知识对于开发新分子至关重要，这是新药物、电子产品和可持续能源技术(如太阳能电池板、绿色制造工艺)的基础。

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https://news.uchicago.edu/story/us-department-energy-funds-center-build-foundation-quantum-chemistry

EPFL成立新的量子科学与工程中心

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的新量子科学与工程(QSE)中心将建立和促进量子科学与工程领域的跨学科研究、教育和创新计划。EPFL纳米系统理论物理实验室主任Vincenzo Savona教授将成为QSE中心的首任主任。他将得到一个由EPFL基础科学学院、工程学院和计算机与通信科学学院教授组成的管理团队的协助。

QSE中心的研究将集中在两个主要领域。第一个是量子计算，目标是开发、实施和整合开发工具，最终将在所有需要高水平计算能力的应用中带来量子优势。第二个研究领域涉及使用EPFL先进的纳米制造设施研究集成、混合和可扩展系统。将为量子硬件、量子传感和量子通信的技术进步铺平道路。

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https://news.epfl.ch/news/epfl-launches-new-center-for-quantum-science-and-2/?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news

加拿大量子算法研究所寻求新的合作伙伴

加拿大量子算法研究所(QAI)于9月2日宣布，正在寻找希望探索量子计算在结构、化学和软件工程中的潜在应用的不列颠哥伦比亚省(BC)公司。QAI计划提供50多名量子专家，以及不同教育和专业水平的大学在校生和毕业生。

QAI希望位于BC省的工程和其他相关领域的公司能够在量子计算应用方面与他们合作，并表示，参与将产业整合到BC量子生态系统的初始阶段，参与公司的成本将“最低”。

QAI在2020年由BC省政府投资1700万加元成立。QAI的使命是为BC省开发量子信息科学人才管道，并促进量子研究伙伴关系，解决公共和私营部门的现实挑战。

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https://betakit.com/quantum-algorithms-institute-seeks-new-partners-as-it-works-to-accelerate-bcs-quantum-computing-ecosystem/

马里兰大学将领导NSF量子模拟研究所

美国国家科学基金会(NSF)量子飞跃挑战“量子模拟”研究所在2020年获得了2500万美元的资助，用于开发理论概念，设计创新硬件，并为一套新型模拟设备提供教育和培训。本周该研究所宣布汇集了来自五个学术机构和联邦政府的计算机科学家、工程师和物理学家。

马里兰大学将带领NSF支持的多家机构，以开发量子模拟设备，理解和利用复杂量子系统的独特行为，同时加快引入通用量子计算机。该研究所还将包括杜克大学、普林斯顿大学、北卡罗来纳州立大学和耶鲁大学的量子专家，以及美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员。

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https://today.umd.edu/25m-nsf-award-funds-new-umd-led-institute-for-quantum-simulation

西弗吉尼亚大学(WVU)成立量子计算俱乐部

西弗吉尼亚大学(WVU)量子计算俱乐部首次成立于2021年春季学期。上个学期，该俱乐部请来了剑桥量子计算和D-Wave系统公司的客座讲师，这两家公司都是量子计算领域的知名公司。该俱乐部目前的名称是“量子计算俱乐部”，但正打算将其更名为“量子技术俱乐部”，以吸引更多不同专业的人。该俱乐部对所有专业都开放。

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https://www.thedaonline.com/culture/quantum-computing-club-is-the-first-of-its-kind-at-wvu/article_a48f7e70-0b4d-11ec-96e9-53ac8cb30e3c.html

东芝量子密钥分发(QKD)解决方案进入东南亚市场

近日，新加坡量子技术公司SpeQtral和东芝数字解决方案公司宣布，双方已就向政府和企业销售和部署量子密钥分发(QKD)解决方案达成最终协议。SpeQtral的核心专长在于利用天基量子平台建立覆盖全球的长距离量子网络。

双方将在东南亚寻找潜在用户，使其了解并考虑实施QKD解决方案。作为全球金融中心，新加坡也是电信、数据中心和云连接基础设施中心。这些行业需要处理非常重要和高价值的数据，因此，不断检验这些通信的安全性和升级现有系统以应对未来的威胁至关重要。

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https://finance.yahoo.com/news/speqtral-toshiba-collaborate-power-quantum-010000536.html

SureCore将开发用于量子计算机的低温半导体IP

量子计算机将需要数千甚至数百万的量子比特，而这些量子比特必须在4K(-269.15°C)左右工作。然而，大多数商用CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺技术的标准工业工作温度范围为-40°C至125°C。

英国半导体公司SureCore致力于开发超低功耗嵌入式IP，近日宣布其正在开发一系列适合在量子计算应用所需的极低温度下工作的CMOS IP。该IP将使低温CMOS控制芯片的设计成为可能，该芯片可以与低温恒温器中的量子比特位于同一位置，有助于解决目前用于连接量子比特及其相关控制电子设备的大量和性能受限的布线问题。

SureCore计划设计和表征能够运行到4K的半导体IP。SureCore将为CryoMem系列定制其嵌入式内存IP。这将适用于控制逻辑，并具有一系列为开发完整的量子计算机电子设备而定制的集成电路。

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https://www.eenewseurope.com/news/surecore-expands-control-logic-quantum-computing

富士通利用量子数字退火机简化车辆配载计划

9月2日，日本邮船株式会社(NYK)宣布引入富士通的量子启发数字退火技术，利用该技术的世界级组合优化能力，显著简化专用车辆运输船的复杂配载计划。数字退火机将在NYK的专用车辆运输船配载流程自动化方面发挥作用，这是一项极其复杂的任务，涉及大量可能的配载模式，具体取决于装载的车辆数量、车辆型号和沿途停靠的港口数量。

NYK与富士通合作开发了数字退火机的新算法，利用该算法将专用车辆运输船创建配载计划所需的时间从每艘船6小时减少到2.5小时。他们预计每年将减少4000个工作小时，允许对计划中的突然变化做出敏捷的反应，并防止因个人经验和技能不同而导致的配载计划质量差异。

经过成功的初步测试，富士通和NYK于9月1日启动了该技术的实际运行试验，目标是在2022年4月开始全面运行。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/fujitsu-streamlines-car-stowage-planning-with-quantum-inspired-digital-annealer/

牛津仪器纳米科学与耶鲁大学签订三年服务合同

牛津仪器纳米科学公司宣布与耶鲁大学签订了一项为期三年的服务合同，为耶鲁大学的五个稀释制冷系统提供维护和支持。通过更新服务支持计划，该大学可以获得全天候的远程技术支持，快速有效地进行系统故障排除，而无需等待亲自上门。

耶鲁大学和牛津仪器公司已经合作了超过12年，该大学在他们的实验室里有超过10个牛津仪器纳米科学制冷系统，以支持其世界领先的研究。所有这些系统现在都包含在服务合同中。

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https://www.oxinst.com/news/oxford-instruments-nanoscience-secures-three-year-services-contract-with-yale-university/?sbms=nanoscience

国网部署“5G+量子”安全服务平台

浙江金华供电公司利用“5G+量子”技术，通过投入量子安全服务平台，成功实现对试验环网柜的远程控制。该项目采用“5G软切片+量子通信”方式既解决了传统光纤方式的欠灵活性和建设成本高的问题，又解决了5G硬切片方式的高资费问题，是新型电力系统输配用数字化新技术有益探索实践。

在国网浙江电力指导下，浙江金华供电公司全力推进5G电力公网专项试点示范工作，联合国盾量子团队，开展“5G+量子”安全服务电力应用研究，以量子保密通信技术与现有5G网络安全防护技术融合为手段，搭建配网真实应用场景的试验环境，成功部署“5G+量子”安全服务平台。

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AMD曝光新型量子处理器架构

最近，AMD的一组研究人员已经提交了一项专利申请，旨在寻求一种更高效、更可靠的量子计算架构——采用了传统的多SIMD(单指令流多数据流)方法。根据申请，AMD正在研究一种系统，旨在使用量子隐形传态来提高量子系统的可靠性，同时减少给定计算所需的量子比特数量。其目的是缓解因系统不稳定引起的扩展问题和计算误差。

AMD的专利名为“多SIMD量子处理器中用于可靠计算的前瞻性隐形传态”， 旨在以新颖、更高效的方式提高量子稳定性、可扩展性和性能。它描述了一种量子处理区域的量子架构：芯片中容纳或可以容纳量子比特的区域，等待它们进入处理管道。AMD的方法利用量子隐形传态概念，通过实际减少执行复杂计算所需的量子比特数量来改进现有的量子架构。 

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https://www.tomshardware.com/news/amd-teleportation-quantum-computing-patent

SSH.COM发布了商业可用的量子安全数据传输解决方案

芬兰公司SSH.COM宣布了SSH NQX后量子密码(PQC)版的商业可用性。SSH NQX是一个加密产品系列。SSH NQX PQC版的第一个版本将在密钥交换过程中使用量子安全算法，这是确保数据传输安全的最重要因素。SSH NQX PQC版还支持Quantum Resilience功能，例如后量子预共享密钥(PPK)，保护传统加密算法。未来的版本将添加流加密算法来进行量子安全公钥认证。

SSH NQX PQC版将于2021年9月开始发货。初始版本面向的是研究机构、实验室测试环境、产品设计人员以及需要最先进的加密解决方案来传输关键数据的政府和私营企业。

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https://virtual-strategy.com/2021/08/31/press-release-ssh-com-releases-the-worlds-first-commercially-available-quantum-safe-solution-for-data-in-transit/

日本NEC首次推出量子退火服务

日本电气公司(NEC)宣布推出“NEC向量退火服务”(NEC Vector Annealing Service)，这是一项使用向量超级计算机的量子启发模拟退火服务，同时推出教育服务，使参与者能够了解量子计算机和如何使用模拟退火机。NEC将于2021年11月开始提供这两项服务。

NEC向量退火服务是一种云服务，它运行的软件结合了NEC的专有算法，适用于向量超级计算机“SX Aurora TSUBASA”上的量子退火处理。这类算法利用实际情况中施加的各种约束条件，通过缩小组合优化问题解的搜索范围，可以有效地解决问题。此外，NEC还将提供与量子计算机相关的教育服务。

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https://mp.weixin.qq.com/s/bXjZxDdHLcssXH7oAAigZA

研究人员克服了超导电路与硅片之间的材料缺陷

超导量子电路的主要问题是退相干，退相干主要是由于超导电路和硅片之间的相互作用以及制造过程中引入的材料缺陷。澳大利亚昆士兰大学的研究小组已经找到了一种方法来识别和解决材料中的缺陷，这是商业量子计算中最有前景的技术之一。

该小组使用了一种称为THz扫描近场光学显微镜(SNOM)的方法(结合了THz光源和探测器的原子力显微镜)。这项技术通过将光聚焦到金属尖端，实现了纳米级而非宏观级的探测。这为研究人员了解缺陷的位置提供了新的途径，因此可以减少退相干，帮助减少超导量子器件的损耗。

该团队的研究结果为改进量子计算应用中的超导器件提供了一条新途径。该研究发表在《应用物理学快报》上。

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https://phys.org/news/2021-09-fabrication-technique-paves-quantum-devices.html

研究人员提出了一种让量子计算机互相检查答案的方法

维也纳大学研究团队开发并实施了一种新的交叉检查程序，允许在一个设备上进行的计算结果通过在另一个设备上进行的相关但本质上不同的计算来验证，即要求不同的量子计算机执行不同的看似随机的计算。该团队通过使用一种基于图结构的量子计算替代模型，能够从一个共同的来源生成许多不同的计算。

该团队使用4种不同的硬件技术(超导电路、俘获离子、光子和核磁共振)在5台目前的量子计算机上实现了他们的方法，这说明该方法适用于现有的硬件，没有任何特殊要求。该团队还证明，该技术可以用来检查单个设备自身。

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https://phys.org/news/2021-09-quantum-accurate.html

新的贝叶斯量子算法可以计算原子和分子的能量差

根据Physical Chemistry Chemical Physics最新报道，大阪城市大学科学研究生院的研究人员开发了一种量子算法，可以通过直接计算原子或分子系统相关状态的能量差来理解其电子状态。作为一种贝叶斯相位差估计，该算法打破了传统，不关注相位前后演化计算出的总能量差，而是跟踪能量差本身的演化。

这种直接计算能量差异的量子算法创造了一个可扩展或实用的量子计算机使我们能够进行实际的化学研究和材料开发的未来。

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https://phys.org/news/2021-09-bayesian-quantum-algorithm-energy-difference.html

时间敏感网络是发展量子网络的关键

目前为止，大规模量子网络已经被提出，但尚未开发出来。最近在AVS Quantum Science的文章中，研究人员概述了时间敏感网络控制平面如何成为可行量子网络的关键组成部分。

量子网络要想在现实世界中发挥作用，至少还需要考虑另外两个行业要求。第一是实时网络控制，特别是时间敏感网络，这正是控制量子网络所需要的。第二是成低。只有在成本能够显著降低的情况下，工业量子网络才会被大规模采用。降低成本的一种方法是使用光子集成电路。

迄今为止，还没有量子技术显示出这样的优势，但科学家们正在努力开发基准，以实现这一目标。

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https://phys.org/news/2021-08-quantum-networks-unique-industry-solution.html

比利时学生开发的新型磁力仪将用于太空实验

比利时哈塞尔特大学的一组学生设计了利用一种新型的磁力仪(利用了基于钻石的量子传感技术)Oscar-Qube来绘制地球磁场的详细地图，赋予磁力仪更多的灵敏度，提供纳米尺度的测量，响应时间低于100纳秒。目前，欧空局已经将其带入国际空间站，用于在太空中测试基于钻石的量子技术传感设备。

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https://www.electronicsweekly.com/blogs/gadget-master/space/picture-day-space-bound-magnetometer-uses-diamond-based-quantum-technology-2021-09/

意大利研究人员提出量子计算模拟聚合物的新方法

使用计算机研究聚合物一直是科学计算的一大挑战，特别是对于长而密集的生物分子，如DNA。科学家们现在已经把聚合物建模转化为可以用量子计算机有效解决的优化问题。

来自意大利国际高等研究院(SISSA)和特伦托大学的研究人员提出了量子计算模拟聚合物的新方法。这项研究发表在《物理评论快报》杂志上。他们的策略是将聚合物系统的所有可能构型编码为单个优化问题的解。优化问题是用伊辛自旋变量来表述的，量子计算可以有效地解决这个问题。

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https://phys.org/news/2021-08-simulations-polymers-quantum-puzzle.html

华东师大团队首次观察到了费米原子的超辐射量子相变

8月26日，国际物理学权威学术期刊《科学》(Science)杂志以“First Release”形式刊发华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武海斌教授课题组的研究成果“光学腔内超冷简并费米气体超辐射量子相变的观测”。

研究工作首次揭示了量子统计在超辐射量子相变中的作用，发现泡利排斥改变了临界泵浦强度随原子数的标度率，为研究长程相互作用费米多体态的非平衡动力学提供了一个理想的平台，将打开许多新的研究方向。

审稿人评价“这是一个重要的里程碑，为实现利用光子媒介的相互作用来探索长程相互作用费米子多体物理的量子模拟铺平了道路。”

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https://www.ecnu.edu.cn/proxy.https.news.ecnu.edu.cn/11/89/c1837a266633/page.htm

悉尼科技大学的新技术有望降低量子通信成本

悉尼科技大学(UTS)和澳大利亚ARC新型超光学系统卓越研究中心(TMOS)的研究人员在实现负担得起、可访问的量子通信方面迈出了巨大的一步。

在ACS Photonics发表的一篇论文中，研究团队描述了一个基于六方氮化硼(白石墨)的新平台来制造量子发射器。目前的量子发射器是在昂贵的洁净室中使用复杂的方法制造的，而这些新的量子发射器可以用价值20美元的白石墨压在一块胶带上制造。

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https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210826111701.htm

研究人员揭示了量子纠缠态的隐藏结构

南非金山大学(Wits)的物理学家团队领导了一项研究，揭示了量子纠缠态的隐藏结构，这项研究于8月27日发表在《自然·通讯》。

该团队概述了一种新的量子测量方法，在100维量子纠缠态上进行测试。在传统方法中要用完整的“量子态断层扫描”来解开100维度的状态需要几十年的时间。研究团队表明，他们的方法可以在短短几分钟内推断出量子系统的显著信息，如有多少维度纠缠在一起，其纯度达到什么水平。

在多维度中纠缠的量子态是新兴量子技术的关键，更多维度意味着更高的量子带宽(更快)和更好的抗噪声(安全)，这对快速和安全的通信和无错误量子计算的加速都至关重要。

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https://it-online.co.za/2021/08/31/wits-phd-student-cracks-high-dimensional-quantum-code/

研究人员利用磁冷却技术探索量子材料特殊性质

德国于利希研究中心开发的一种新方法，为使用扫描隧道显微镜来研究量子效应创造了新的可能性。

通过磁冷却，他们的扫描隧道显微镜在没有任何移动部件的情况下工作，而且在低至30 mK的极低温度下几乎没有振动。该仪器可以帮助研究人员解开量子材料的特殊性质，这对量子计算机和传感器的发展至关重要。

通过改变经过电磁线圈的电流强度来冷却显微镜。因此，显微镜没有活动部件，实际上没有振动。这种新的冷却技术有几个实际的优点，它不仅提高了成像质量，而且简化了整个仪器和整个设置的操作。

对扫描隧道显微镜来说，磁冷却是一个真正的飞跃。它的优势非常明显，目前该研究中心的科学家们正在开发一个商业原型。这项研究已发表在《科学仪器评论》上。

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https://phys.org/news/2021-08-unique-scanning-tunneling-microscope-magnetic.html

波粒二象性首次被量化

在近期发表在《科学进展》的论文中，韩国基础科学研究所(IBS)的科学家首次量化了波粒二象性的互补性。与经典双缝实验不同，研究人员使用精确控制的光子源来测量光子的波动性和粒子性。他们的研究结果发表在上，表明光子源的性质会影响其波粒特性——这一发现使互补的普遍理解变得复杂和具有挑战。

这项新研究还表明，控制和定量测量光子的波和粒子特性，可以通过测量闲置光子和确定其路径的探测器之间的纠缠来重新进行。通过这种方式，研究人员将互补性与实际量子设备中常用的光子特性联系起来。

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阿贡实验室利用磁体抑制量子信息中的噪声

美国能源部(DOE)最近资助了阿贡国家实验室和伊利诺伊大学香槟-厄巴纳分校(UIUC)的一个与量子信息科学有关的新项目。阿贡团队将把他们在超导和磁系统耦合方面的专业知识带到这个项目中。

阿贡实验室的科学家们创造了一个集成了磁性元件的超导电路。磁振子和光子通过这个超导装置相互交流，超导性(完全没有电阻)允许磁振子和微波光子在接近绝对零度时耦合，从而抑制量子信息中的噪声。

美国能源部基础能源科学办公室为这一为期三年的项目提供420万美元的资金。

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https://www.newswise.com/articles/tapping-into-magnets-to-clamp-down-on-noise-in-quantum-information

研究人员提出检验多粒子量子系统的新理论

由宾夕法尼亚州立大学物理学家领导的研究小组使用了一种由相互作用的原子组成的一维气体，这种气体最初被限制在一个非常浅的平衡陷阱中。然后，他们突然将陷阱的深度增加100倍，迫使粒子坍塌到陷阱的中心，导致它们的集体性质改变。在整个坍塌过程中，研究小组精确测量了它们的性质，然后将其与广义流体动力学的预测进行比较。

这一结果可以极大地简化对被激发出平衡态的量子系统的研究。除了其基础性的重要性，它最终可能会为量子技术的发展提供信息，包括量子计算机和模拟器、量子通信和量子传感器。

论文发表在9月2日的《科学》杂志上。

详情：

https://phys.org/news/2021-09-theory-many-particle-quantum.html

研究人员成功模拟晶格上的量子粒子

加拿大滑铁卢大学的Christopher Wilson及其同事使用了基于芯片的超导腔来建立一个量子模拟器，可以模拟晶格上的量子粒子。这种粒子晶格系统可以用作高温超导体或原子核内粒子行为的模型。

研究人员所展示的超导腔拥有特定频率或模式的微波辐射，这些频率或模式是由腔的大小决定的。他们通过在一端延迟光子传播一个可变的间隔来改变腔的有效大小。当腔中包含多个微波光子时，调整其有效长度可以使不同的腔模式相互作用。他们还展示了量子模拟器可以通过在空腔中引入不同频率的微波来进行原位编程。该技术可以通过在芯片上放置多个超导腔来模拟更复杂的量子系统。

详情：

https://physics.aps.org/articles/v14/s111

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