周报丨欧盟1500亿欧元将投向5G、量子通信等；国盾量子推出高性能单光子探测器

光子盒研究院出品

欧盟将向5G、量子通信等9个领域投入1500亿欧元

本周，欧盟委员会主席冯德莱恩表示，欧盟7500亿欧元的新冠疫情复苏基金中，约五分之一即1500亿欧元将用于数字技术，这是该地区“发展的关键”。

欧盟官方希望在2030年之前将资金投向以下几个领域：

●数据基础设施

●低功耗处理器

●5G通信

●高性能计算

●安全的量子通信

●公共管理

●区块链服务

●数字创新

●数字技能

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https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-09-15/eu-targets-blockchain-data-in-make-or-break-tech-investment

国盾量子推出国内首款高性能近红外自由运行单光子探测器

为了满足自由运行探测器的市场应用需求，推动前沿科技成果转化，国盾量子推出首款紧凑型、高性能近红外自由运行单光子探测器系列产品——QCD600。

本产品具有高探测效率、低暗计数、紧凑稳定的特点。与目前国外公认性能最优的某款产品对比，QCD600具有更高的探测效率、更低的暗计数指标，整体性能优于国际同类产品。针对不同工作场景的使用需求，QCD600已推出两种不同型号。其中QCD600B为桌面型产品，QCD600C为嵌入式产品。

2021年4月，公司向客户交付了第一批QCD600试产样机，已应用于某大气检测雷达产品内，经长期室外部署运行，充分验证了自由运行单光子探测器的产品可靠性。

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Arqit和Juniper Networks签署合作协议，股价大涨26%

9月15日，量子加密技术开发商Arqit和人工智能驱动网络制造商Juniper Networks签署了一份“技术联盟合作伙伴连接”协议，以探索能够抵御量子安全威胁的网络安全技术。根据协议，Juniper和Arqit将共同探索和测试量子安全技术的应用，包括Arqit的量子加密创新平台QuantumCloud。

受此影响，9月16日Arqit股价大涨26%，从9月7日上市以来股价涨幅为115%。

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https://insidehpc.com/2021/09/arqit-and-juniper-networks-in-alliance-to-address-quantum-security-threats-to-networks/

Crypta Labs开发了世界上第一个符合太空标准的量子随机数生成器

Crypta Labs公司宣布其量子随机数生成器(QRNG)成功地用于低地球轨道环境项目，这是与南安普敦大学一起作为空间研究和创新技术网络(SPRINT)的一部分，由英国宇航局和UKRI资助。

南安普顿大学对该QRNG设备进行了热真空试验，测试温度在-50℃和80℃之间循环，在此期间，该团队能够以40 Mbit/s的速率生成高质量的随机数。这些设备随后进行了模拟Soyuz和Falcon 9运载火箭发射环境的振动测试。所有设备都成功完成了测试，并完全投入使用。

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https://www.journalism.co.uk/press-releases/crypta-labs-develops-the-world-s-first-space-compliant-quantum-random-number-generator-for-ukri-and-the-uk-space-agency/s66/a857909/

截至目前，2021年量子计算融资总额突破10亿美元

根据金融数据和软件公司PitchBook的数据，截至目前，投资者在2021年已经向量子计算公司投资了10.2亿美元，这比过去三年流入该行业的资金总和还要多。

包括谷歌、IBM、微软和霍尼韦尔在内的科技巨头，以及由风险投资者支持的初创公司，如Rigetti Computing、IonQ和PsiQuantum，都在竞相打造世界上最强大、最可靠的量子计算机。

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https://pitchbook.com/news/articles/quantum-computing-venture-capital-funding

中科大潘建伟团队在量子纠错方面取得重要进展

包括中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳和奥地利维也纳大学Anton Zeilinger在内的一个国际研究团队提出了一种可以实现容错量子计算机的纠错方案。他们演示了将编码在物理比特(physical qubit)上的量子信息通过隐形传态技术(teleportation)传送到保真度高达0.786的量子纠错空间保护下的逻辑比特(logic qubit)。论文已发表在美国国家科学院院刊(PNAS)。

研究小组生成特定的、高度纠缠的离线资源状态替换了脆弱的、非横向的内联门，这些离线资源状态可以被传送到线路中以实现非横向门。实验中的关键是在物理量子比特和可纠错逻辑量子比特之间创建一个最大纠缠态，并将其用作隐形传态资源。实验分为三个关键步骤：1)纠缠资源状态|Φ+>的生成；2)制备并传送初始物理量子比特|φ>到逻辑量子比特|φ>L；3)逻辑状态|φ>L的读出和错误syndrome的检测。

此外，在理论方案中，它还可以进一步与独立开发的模块连接，例如魔法态制备和横向逻辑运算块，这些模块可能成为容错量子计算机未来实现的有用部分。

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https://www.pnas.org/content/118/36/e2026250118

首届量子产业大会将在合肥开幕

明天(9月18日)，2021量子产业大会将在安徽创新馆3号馆一楼全球路演中心正式开幕。此次大会将包括开幕式、量子产业应用成果发布、量子产业标杆项目集中签约、中电信量子公司揭牌、院士报告等内容。

本次量子产业大会为首届。大会以“量子科技 产业革命”为主题，将打造具有全国影响力的高端交流平台、形象展示平台、开放合作平台，积极吸纳企业参与量子科技发展，促进产学研深度融合和协同创新。

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美英澳签署AUKUS协议，将在网络安全、人工智能、量子计算等领域合作

美国、英国、澳大利亚宣布正式建立一个名为AUKUS(具有里程碑意义的防务和安全协议)的三方安全伙伴关系。

根据协议，美国和英国将支持澳大利亚获得核潜艇，并于18个月内确定途径。英国和美国还将与澳大利亚分享他们在网络安全、人工智能甚至量子计算方面的专业知识。

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https://www.silicon.co.uk/e-innovation/artificial-intelligence/aukus-security-alliance-will-include-cybersecurity-ai-quantum-416571

NSF为量子互联网项目拨款500万美元

今日，美国国家科学基金会(NSF)宣布，一项为期两年、价值500万美元的奖金授予马里兰大学领导的多机构团队，用于开发量子互连——连接量子计算机和为量子互联网铺平道路的关键技术。

这个名为QuaNeCQT(Quantum Networks to Connect Quantum Technology)的团队一直在开发调制解调器和路由器的量子版本，这是标准计算或“经典”计算领域中常见的设备，该设备允许“离子阱”量子计算机——马里兰大学处于领先的一种量子信息处理方法——在公里级的距离上交换量子信息。这些网络可以彻底改变许多行业，帮助解决棘手的社会问题，最终推动网络的发展。

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https://today.umd.edu/5m-nsf-grant-to-fund-research-on-quantum-internet-foundations

研究人员将建立英国首个用于精确计时的光纤连接网络

近日，伯明翰大学和英国国家物理实验室(NPL)的英国量子传感器和计时技术中心研究人员牵头的一个新项目，将在伯明翰大学校园内安装光纤电缆，连接到位于伦敦西南部特丁顿的NPL总部。该项目标志着精密计时光纤电缆网络首次扩展到英国更大的区域。

这种光纤网络被称为暗光纤，本质上是独立连接，它使用单个光放大器同时增强多个信号，这些信号通常每80公里就会衰减一次。研究人员正在部署单个放大器，而不是在同一位置放置多个放大器，以证明性能不受这种方法的影响，这一解决方案将节省大量的时间和金钱。

该网络预计于2021年10月完成。最初将使用三年，并有可能成为永久性网络。

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https://thequantumdaily.com/2021/09/16/researchers-to-establish-the-first-uk-fibre-link-network-for-precision-timing/

NSF拨款500万美元资助俄亥俄州立大学量子科学教育项目

由俄亥俄州立大学领导的QuSTEAM是融合量子科学、技术、工程、艺术和数学的本科教育项目，近日从美国国家科学基金会(NSF)的融合加速器处获得了一份为期两年500万美元的合作协议。在QuSTEAM的初始评估阶段(第一阶段)之后，将资助第二阶段的目标，即建立变革性、模块化的量子科学学位和认证项目。

QuSTEAM汇集了来自20多所大学、国家实验室、社区学院和传统黑人大学(HBCU)的科学家和教育工作者，以开发基于研究的量子教育课程，为培养下一代量子信息科学家和工程师做好准备。该计划还拥有超过14个行业合作伙伴，包括通用电气研究、本田和摩根大通，并与领先的国家研究中心合作，帮助提供未来劳动力需求的整体画像。

QuSTEAM计划在2022年春季开始提供课程，在2022-2023学年期间为辅修课程提供完整的核心课程。

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https://news.osu.edu/ohio-state-led-qusteam-initiative-awarded-5-million-from-nsf/

芝加哥大学研究人员将协助高中开展量子教育

芝加哥大学发起了一个试点项目Teach Quantum，普利兹克分子工程学院(PME)的量子研究人员将帮助芝加哥南区高中教师向学生介绍量子概念，这是培养未来量子劳动力的一部分。

高中教师参加了PME实验室开展的为期六周的暑期研究和指导活动，开发了新的量子启发活动，并将在他们的课堂上实施。他们还将在整个学年中每季度举行一次会议，分享他们的成果和最佳实践。他们获得了参与活动的津贴，以及创建教学模块的资金。

TeachQuantum计划在整个芝加哥地区建立量子教学资源网络合作。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/uchicago-researchers-launch-pilot-program-to-teach-quantum-concepts-at-south-side-high-schools/

亚利桑那大学获得500万美元资助，用于开发量子导航

亚利桑那大学(University of Arizona)材料科学与工程助理教授Zheshen Zhang领导的一个量子技术项目获得了美国国家科学基金会的500万美元资助，用于推进自动驾驶汽车和航天器的导航，以及暗物质和引力波等超自然物质的测量。

这个项目将制造超灵敏的陀螺仪、加速度计和其他传感器。陀螺仪用于飞机和其他交通工具的导航，以在方向改变时保持平衡。加速度计测量振动或运动加速度。Zhang团队的目标是开发基于光的芯片级陀螺仪和加速度计，以超越目前的机械方法。

研究人员估计，到2035年，量子传感器将创造一个25亿美元的市场。他们还希望这项技术提供的精度和稳定性能提供一种方法来测量以前无法测量的力，如引力波和暗物质。

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https://news.arizona.edu/story/uarizona-engineer-awarded-5m-build-quantum-powered-navigation-tools

PPPL量子传感器项目获得美国能源部520万美元资助

普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)David Graves领导的低温等离子体表面相互作用实验将与普林斯顿大学的开展密切合作，研发基于金刚石NV色心的新量子传感器。该项目获得了美国能源部提供的为期三年价值520万美元的资助。

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https://www.pppl.gov/news/2021/09/gem-lab-will-bring-world-quantum-physics-light?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news

金山大学获得南非国家量子计划拨款

本周，金山大学(University of the Witwatersrand)宣布，它已经成功从南非科学与创新部(DSI)获得800万兰特(353万人民币)的种子资金，用于代表南非量子技术计划(SA QuTI)开展第一阶段的工作。

在第一阶段，除其他项目外，这些资金将用于支持金山大学、夸祖鲁-纳塔尔大学、开普半岛科技大学和南非国家计量研究所的量子技术发展计划。SA QuTI已经预先分配了部分资金，用于支持来自不同大学的量子技术专业的本科生、研究生和博士后。

在三年的制定计划中，这个推动量子技术研究和创新的国家路线图，主要有三个重点领域：量子通信、量子计算、量子传感。

通过与IBM Research的合作，金山大学拥有独特的量子优势，成为IBM Q Network的第一个非洲合作伙伴，并可以使用其50量子比特的量子计算机。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/wits-university-to-coordinate-south-africas-national-quantum-initiative/

IBM与梅赛德斯-奔驰就新的电池架构展开合作

IBM正在与梅赛德斯-奔驰(Mercedes - Benz)合作，积极研发新的电池架构。该合作可以充分利用量子计算更好地理解现有电池的工作原理，再通过相关信息来创建新的电池类别。如果成功，电池架构的创新不仅将创造出性能更强的电池，也将成为在应用产品中使用量子计算优势的突出案例。

这不仅仅是改善电池，而是比预期更早地验证量子计算的通用用途，为量子计算市场的发展奠定更坚实的基础。

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https://www.datamation.com/cloud/imb-power-e1080-server-power10-processor-quantum/

QCI启动其合作伙伴计划

纳斯达克上市的量子计算公司(Quantum Computing Inc.)宣布了QCI合作伙伴计划，通过提供低风险、高回报的途径，为合作伙伴提供先发优势，利用量子计算为客户解决关键优化问题。

Qatalyst是该公司第一款连接经典计算和量子计算能力的软件，减少了复杂性，使中小企业能够解决当今复杂的计算问题。对于需要复杂优化来改进决策的客户来说，它是一个理想的解决方案，为解决复杂的业务问题提供更准确、多样化的结果。

QCI的合作伙伴可以通过Amazon Braket为客户提供即时访问Qatalyst-as-a-service的云服务。用户通过Qatalyst可以跨越所有QPU和经典系统的API调用提交相同的问题，为混合和量子解决方案提供无缝连接，无需量子编程。QCI还提供技术培训、Qatalyst优化问题协助解决以及销售和营销支持。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/quantum-computing-inc-empowers-partners-to-gain-competitive-leadership-in-quantum-computing/

埃森哲和IonQ合作加速量子计算商业化

全球最大的上市咨询公司埃森哲和IonQ正在合作，旨在加速全球组织和跨行业的量子计算商业实验。埃森哲在量子领域的经验和技能，加上其根据IonQ的量子计算技术设计和创建定制化行业解决方案的能力，将帮助更多公司进行创新，并为量子做好准备。

IonQ的11量子比特系统是唯一在亚马逊braket、谷歌云和微软Azure上提供云服务的量子计算机，而它的32量子比特系统是世界上最强大的量子计算机之一。埃森哲在数字、云和安全方面拥有领先的能力，结合40多个行业的经验和专业技能，提供战略和咨询、互动、技术和运营服务。

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https://www.businesswire.com/news/home/20210914005461/en/

Amazon braket推出了用于量子电路的逐字编译

Amazon Braket是AWS量子计算服务，现在可以更好地控制量子电路在量子计算机上的执行方式。利用新的逐字编译功能，客户现在可以指定其电路完全按照所定义的方式运行，而无需在编译过程中进行任何修改。

在开发量子算法时，用户主要在抽象量子电路中编程，这些电路会指定要执行的门集合。量子电路编译将抽象的量子电路转换为针对特定类型的量子硬件优化的编译电路。在此优化过程中，原始电路经过编译过程，通过量子位分配、重新排序和映射到该硬件支持的本机门来转换电路。专注于硬件基准测试或开发错误缓解协议的研究人员和量子算法专家需要能够准确指定将在其选择的量子硬件上执行的门和电路布局。新的逐字编译功能使用户可以通过禁用某些优化步骤直接控制编译过程，从而确保其电路完全按照设计执行。

Amazon Braket用户可以使用Amazon Braket SDK中的“逐字框”指示其希望关闭编译的整个电路或其中的一部分。此逐字编译功能适用于Rigetti量子计算机，此类量子计算机目前在Amazon Braket上的AWS区域美国西部2(加利福尼亚北部)可用。

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https://aws.amazon.com/cn/about-aws/whats-new/2021/09/amazon-braket-verbatim-compilation-quantum-circuits/

德国通快集团为量子计算芯片投资数百万美元

目前，通快集团(Trumpf)正在通过一家初创公司(Q.ant)对新型量子计算机芯片进行大量投资。通快管理团队表示这些芯片可以内置于普通主机中，不需要特殊冷却或无振动的房间。有了这项技术，工业量子计算机的使用“更近了一步”。

Q.ant公司开发了一种所谓的光子芯片工艺。这使得“高度特殊的光通道可以应用到普通硅芯片上”。通过这个过程，已建立的电子主机可以扩展到包括使用最新量子技术的处理器上。该公司表示最迟在五年内开发出一种功能齐全的量子芯片，使其成为有竞争力的“德国制造”量子计算机。

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https://marketresearchtelecast.com/trumpf-invests-millions-in-superchips-for-quantum-computers/157903/

2024年，量子计算机市场将达到8.3亿美元

上周，在HPC User Forum(国际超算应用创新论坛)上，Hyperion Research公司首席量子计算分析师对量子计算市场进行了预测。他说，虽然现在量子计算的市场很小(2020年约3.2亿美元)，但预计到2024年将增长到8.3亿美元(27%的复合年增长率)。

与此同时，世界各地正在开展非竞争性的合作。美国的量子经济发展联盟和欧洲的量子产业联盟同样具有开放性；日本电信巨头NTT发起了一个由11家日本主要工业企业组成的合作组织。几乎所有这些努力都旨在为商业量子计算创造区域和国家基础设施。

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https://www.hpcwire.com/2021/09/13/quantum-computer-market-headed-to-830m-in-2024/

LG Uplus明年将推出商用后量子密码服务

韩国公司LG Uplus宣布，为了保护公共和金融机构的基本信息，将于2022年推出以后量子密码技术(PQC)为基础的新型商业安全服务。在上周日举行的会议中，该公司展示了其PQC的商业发布路线图，同时介绍了新技术以及与Cryptolab合作的应用，Cryptolab是一家当地的加密和数据安全解决方案初创公司。

现在，大多数流行的公开密钥算法，其安全性依赖于诸如整数分解和离散对数等困难的数学问题，未来强大的量子计算机破解将在瞬间攻破。但新的基于PQC的安全系统是基于量子计算难以解决的数学问题加密，因此它对量子计算机和传统计算机都具有足够的安全性。

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https://pulsenews.co.kr/view.php?year=2021&no=881021

前NIST研究人员加入Rigetti Computing

近日，超导量子计算初创公司Rigetti Computing宣布聘请David Pappas为高级首席科学家。Pappas在NIST工作了25年，担任量子处理组组长。在超导量子比特领域有着广泛的影响。他早期研究约瑟夫森结(超导量子比特的基础构件)，之后还涉及材料研究、量子限制放大器的开发、量子比特设计和量子算法研究。

基于Rigetti公司最近展示了业界第一个多芯片处理器体系结构，Pappas将把他的专业知识应用于可扩展超导量子计算机的下一代体系结构的开发。

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https://www.globenewswire.com/news-release/2021/09/14/2297009/0/en/Rigetti-Hires-NIST-Quantum-Processing-Group-Leader-David-Pappas.html

ADVA领导AI-NET-PROTECT项目，应对量子计算威胁

德国ADVA公司宣布将领导AI-NET-PROTECT项目，推动私有网络和关键基础设施的自主恢复和安全能力。该项目将解决目前所面临的挑战，包括量子计算破坏加密的威胁，以及企业和政府依赖加密来确保数据的机密性和可用性的威胁。

AI-NET- protect是欧洲智能网络自动化加速数字化转型(AI-NET)计划的三个子项目之一。

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https://www.businesswire.com/news/home/20210907005188/en/

到2030年，通过卫星实现的量子通信将达到26亿美元收入

本周，Northern Sky Research发布了卫星量子通信(QCvS)报告，该报告认为全球安全问题将推动基于卫星的量子通信的发展。到2030年，卫星量子通信将带来26亿美元的收入，目标市场包括银行、能源、政府和军队等。

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https://www.nsr.com/emerging-quantum-communications-via-satellite-revenue%E2%80%AFopportunity-of-2-6-billion%E2%80%AFby-2030/

世界首例！英国电信在空心光缆上进行量子密钥分发

今年夏天，英国电信实验室启动了一种新型空心光纤的试验，名为嵌套反谐振无节点光纤(NANF)，以测试在包括安全通信在内的各种场景中部署这种技术的潜在好处。在最新试验中，英国电信的研究人员使用商业设备在一条6公里长的Lumenisity CoreSmart®光纤电缆上成功运行了一个最先进的QKD系统(由欧盟OpenQKD项目提供)。

由于空心光纤没有内部材料——只有空气——所以即使在单光子级别上，光散射和通道之间的串扰也很少。英国电信此前证明，通过空心光纤发送光信号比玻璃光纤快得多：传输速度比传统光缆快50%。

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IBM联合微软和亚马逊成立量子语言技术指导委员会

本周，IBM宣布正在与亚马逊网络服务(AWS)、微软和因斯布鲁克大学合作，成立一个技术指导委员会(TSC)，以指导未来的发展，并鼓励采用OpenQASM语言。

总体上，目前仍处于OpenQASM和量子计算的早期阶段。IBM希望在量子电路表达式领域提供一个公共层，让社区专注于主要创新，如在硬件、编译器、算法等方面，并将这些共同努力汇总合并。

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TopGaN正在开发应用于量子技术的新型光源

TopGaN是一家专门生产氮化镓(GaN)激光二极管的波兰公司，该公司正在开发用于新兴量子技术应用的新型光源。该公司的tephen Najda在SPIE欧洲安全+防御数字论坛上展示了最新进展，他将这些设备描述为冷原子传感器的“关键促成因素”。

这是因为蓝色和近紫外光谱中特定波长的光子与一些适合于冷原子设备的化学元素的电子跃迁相匹配。这意味着线宽足够窄的光源可以用来冷却这些原子和离子，达到量子传感所需的超低温。该团队已经制造出了一种波长为461 nm的“神奇”光源，这种光源适合于冷却锶原子。

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https://optics.org/news/12/9/18

剑桥量子公司在实用量子计算方面取得进展

剑桥量子继续推动将量子计算机纳入主流应用的探索，这一次发表的两项研究，旨在让量子计算机在其当前阶段用于解决难题和复杂计算。

这两项研究分别是量子蒙特卡罗积分(QMCI)和量子振幅估计(QAE)，均代表了实现实用量子计算的重要步骤。第一篇论文研究人员通过使用QAE中使用的量子电路结构来推导定制的噪声模型，证明QAE是这种方法的理想候选，然后在NISQ设备上使用该模型来扩展QAE的范围。

第二篇论文是对第一项研究的补充，Q-marginals量子态编码呈某种概率分布，可用于量子蒙特卡罗积分(QMCI)的方式编码某些概率分布的量子态，这是一种通过平均样本对概率分布的平均值进行数字估计的方法，可用于帮助金融研究人员管理风险和制药公司找到治疗疾病的药物。

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https://thequantumdaily.com/2021/09/15/cambridge-quantum-scientists-release-two-studies-focusing-the-power-of-quantum-computing-to-solve-real-world-problems/

中国科大在高噪声环境下实现高效的高维量子通信

中国科大郭光灿院士团队在高维量子通信研究中取得重要进展，该团队李传锋、柳必恒研究组与奥地利Marcus Huber教授等人合作，在高噪声环境下实现了高效的高维量子通信。该成果9月10日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。

在实验中，研究组首先利用多点泵浦的自发参量下转换过程制备出两光子多维(本实验中制备了2、4、8维)路径纠缠态，然后设计并实验实现了多维量子态的多出口测量装置，可分别对两个光子进行多达8输出的探测。

该成果实验验证了高维量子通信的优势，并为不同大小噪声环境下实现高效的高维量子通信过程提供了可行的途径。

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https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.110505

研究人员开发了分析大型超导量子电路的新工具

目前，西北大学的研究人员已经开发并测试了一种分析大型超导量子电路的理论工具。研究人员专门研究了受保护的量子比特。这些量子比特被设计成不受有害噪声的影响，并且可以产生比目前最先进的量子比特更久的相干时间。

现有的一些工具可以分析大型超导量子电路，但每种工具只有在满足一定条件的情况下才能正常工作。而西北大学的方法是互补的，当其他工具可能给出不理想的结果时，该方法可以有效运行。

该项研究发表在Physical Review Research杂志上。

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https://phys.org/news/2021-09-tool-large-superconducting-circuits.html

研究人员实现了圆偏振光，将推动光学量子信息处理的发展

日本名古屋大学的研究人员及其同事实现了圆偏振光，并在不使用笨重的磁铁或极低温度的情况下控制其方向，为开发可用于光学量子信息处理的材料和器件方法带来了希望。

研究发现，当电子在原子轨道上运动时占据能量带中的“谷”时，数据可以被存储。当这些电子与特定的发光材料相互作用时，就会产生扭曲的手性“谷偏振光”，这显示出存储大量数据的潜力。

该研究发表在《先进材料》杂志上。接下来，该团队将进一步优化他们的设备，目的是开发实用的手性光源。

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https://phys.org/news/2021-09-future-quantum-room-temperature.html

高温超导体研究取得重要进展

最近，美国的《科学》杂志发表了斯坦福大学沈志勋课题组在高温超导机理研究的新成果《一维掺杂铜氧链中的超强近邻吸引作用力》，实验上显示了在一维铜氧链上存在超强近邻吸引作用力的证据，对于理解二维铜氧面上的高温超导配对机制有重要启发。

研究人员通过“掺杂”实现在铜氧化物中加入更多的空穴，就是往电荷库里掺进去“杂质”原子，如果这杂质原子具有的电子数量比原来的原子少，它就会从铜氧面里夺出电子来，这样铜氧面里空穴的数量就变多了，就可以导电，甚至在足够低温度下出现超导了。

论文中的“哈伯德+近邻吸引力”的模型，是建立在哈伯德模型本身巨大成功的基础上，再加上新发现的超强近邻吸引力存在证据，有助于高温超导电子配对，这有可能就是描述高温超导体的完整理论模型。

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https://mp.weixin.qq.com/s/Lk1NnDqyqJDgYu0j8ui63Q

扭曲石墨烯为量子计算平台提供新思路

布鲁克海文国家实验室、宾夕法尼亚大学等发表在《物理评论快报》上的一项新研究描述了电子如何在两层石墨烯的两种不同结构中移动，双层石墨烯是碳的原子厚度形式。未来，或可为开发出更强大和更安全的量子计算平台提供新思路。

研究人员检测到电子和光学层间共振，并发现在这些共振状态下，电子以相同的频率在2D界面上来回移动。他们的结果还表明，在扭曲的结构中，两层之间的距离明显增加，这影响电子由于因为层间相互作用而移动。他们还发现，将其中一个石墨烯层扭曲30°会使共振转向较低的能量。

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https://californianewstimes.com/atomically-thin-twisted-graphene-has-unique-properties-that-could-advance-quantum-computing/519929/

德国物理学家在量子气体中创造了史上最低温度

最近，德国不来梅大学的物理学家在实验中创造了史上最低温度，仅比绝对零度高出38万亿分之一度。通过让量子气体自由下落，并反复打开和关闭磁场，使其中的原子几乎完全静止。

在他们的实验中，该团队在真空室的磁场中捕获了一个由10万个铷原子组成的气体云。然后将其冷却成一种称为玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的量子气体。由于量子气体行动一致，它们就像一个大原子一样，科学家利用它们在实验中观察宏观尺度上不寻常的量子效应，以期增强他们对量子力学的认识。

虽然实验只能设法维持这个破纪录的温度最多两秒钟，但模拟表明它应该可以在失重的环境中保持长达17秒，例如在国际空间站上。该研究发表在《物理评论快报》杂志上。

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维尔茨堡大学发现了一种新型拓扑绝缘材料

德国维尔茨堡大学的一组研究人员已经构想并实现了一种新的量子材料:“茚”。茚由单层化学元素铟组成，丰富了拓扑绝缘体的类型。其量身定制的材料设计概念背后的三角形晶格不仅是拓扑量子材料的创新，而且为未来的应用提供了重要的优势。

由于这种结构和化学元素的新组合，相关的电子不会直接定位在铟的位置，而是倾向于占据它们之间的自由空间。从电子的角度来看，它们的电荷填充了三角形铟晶格的“负电荷”，实际上是一种蜂巢晶格——隐藏在原子结构的空隙中。由此产生的‘隐藏’蜂窝连接出现了一种比石墨烯更坚固的拓扑绝缘体。

这种材料的独特设计可以改善目前拓扑电子领域的技术地位：与石墨烯相比，茚三烯不需要冷却到超低温来显示其拓扑绝缘体的特性。

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https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=58781.php

南科大卢海舟团队连续在《自然》子刊发表研究成果

近日，南方科技大学物理系、量子科学与工程研究院教授卢海舟团队连续在《自然》子刊发表了关于“非线性霍尔效应”的两篇新论文。 

第一篇题目为“Quantum theory of the nonlinear Hall effect”(非线性霍尔效应的量子理论)发表于Nature Communications。该研究详细阐述了研究团队在非线性霍尔效应的理论研究领域取得的重要进展。研究团队构建了首个非线性霍尔效应的量子理论，揭示了非线性霍尔效应的量子本质以及目前半经典理论存在的不足，为未来的实验以及理论工作提供了坚实的基础。

第二篇为卢海舟团队受邀为NatureReviewsPhysics撰写的题为"Nonlinear Hall effects" (非线性霍尔效应)的综述展望文章，该文章详尽综述、概括分析了近年来关于非线性霍尔效应及其推广的重要研究进展，阐述了目前存在的问题与挑战，展望了未来的发展方向与可能应用，为相关领域的研究提供了重要参考。

详情：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25273-4

https://www.nature.com/articles/s42254-021-00359-6

北京大学在基于超快衍射的分子量子态层析方面取得重要进展

近日，北京大学物理学院、人工微结构和介观物理国家重点实验室李铮助理教授课题组通过比较量子层析和晶体中相位恢复在本质上的共同点，提出从体系与光场相互作用部分哈密顿量的形式和密度矩阵本身的性质出发，在迭代过程中引入限制条件来补充丢失的维度信息，对于分子体系的转动自由度问题提出了量子层析的迭代投影算法。

这一方法完全不同于传统的量子层析方法，能够对任意维度的分子体系重建密度矩阵。

多伦多大学Dwayne Miller教授、南方科技大学徐海潭研究员、内布拉斯加大学Martin Centurion教授等将这一方法应用于超快电子衍射实验，恢复了氮气分子转动波包的振幅和相位，对分子体系的转动给出清晰的描述。

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https://www.nature.com/articles/s41467-021-25770-6

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