周报丨“缓步动物量子纠缠实验”遭到质疑；量子基金是美国涨幅最高的科技类ETF

光子盒研究院出品

科学家实现缓步动物的量子纠缠，遭到同行质疑

新加坡南洋理工大学的研究人员宣布完成了一项不可思议的实验：缓步动物(tardigrade)与超导量子比特的量子纠缠！

在实验中，研究人员在两个超导量子比特之间放置了一个处于tun状态的缓步动物。这只动物通过一个超导结连接到一个电荷量子比特(量子比特B)。第二个量子比特(量子比特A)仅通过一个电容连接到量子比特B。研究人员表示，他们的实验成功地在缓步动物和量子比特之间形成纠缠。

但同行对这个实验提出了质疑，评论指出，研究人员观察到的耦合在没有纠缠的情况下也能观察到。他们还指出，在一个量子比特的顶部放置一个缓步动物可能会导致量子比特的频率发生改变，但这与两者纠缠在一起并不是一回事。此外，缓步动物不能作为一个单一的量子对象。简言之，他们认为用一对量子比特纠缠缓步动物的说法是完全错误的。

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https://arxiv.org/pdf/2112.07978.pdf 

量子基金QTUM是2021年涨幅最高的科技类ETF

Street.com公布的最新报告显示，量子投资基金QTUM击败了ARKK和GLOBAL X，成为2021年涨幅最高的科技类ETF(交易型开放式指数基金)。截止目前，QTUM在2021年已经上涨了34%以上。

QTUM于2018年9月正式推出，现在拥有超过1.7亿美元的资产管理规模。该基金为一系列顶级云计算、机器学习和量子计算股票提供多样化且有针对性的敞口。其投资组合中包括量子加密公司Arqit的股票。

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https://finance.yahoo.com/news/qtum-etf-disruptive-tech-exposure-050000323.html 

新的量子计算性能基准可以更好地衡量量子计算机的能力

美国桑迪亚国家实验室设计了一种新的基准测试，可以预测量子处理器无误运行特定程序的可能性。论文发表在Nature Physics上。他们提出的镜像电路方法比常规测试更快、更准确，因而可以帮助科学家开发最有可能实现世界上第一台实用量子计算机的技术，从而大大加速医学、化学、物理、农业和国家安全的研究。

镜像电路是一种计算机程序，它执行一组计算，然后将其反转。由于量子计算机执行某些计算的速度比传统计算机快得多，因此研究人员可能会花很长时间等待普通计算机完成。然而，对于镜像电路，输出应始终与输入或一些有意修改的相同。因此，科学家无需等待，而是可以立即检查量子计算机的结果，大大提高了解决效率。

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https://scitechdaily.com/new-performance-benchmark-measuring-a-quantum-computers-power-just-got-faster-and-more-accurate/

光量子计算机在解决现实问题方面取得重大进展

目前主流的光量子计算机本质上是一种称为玻色子采样器的非通用量子设备。根据最近发布的ArXiv论文，英国光量子计算公司ORCA Computing为这种设备找到了一种现实应用——二次无约束二进制优化(QUBO)问题。

他们演示了一个变分玻色子求解器。鉴于线性电路中产生的玻色子纠缠和随后的Fock测量的局限性，他们提出了一种在玻色子Hilbert空间中映射测量的方法。研究人员利用它来解决伊辛模型的实例，伊辛模型是统计物理学中粒子相互作用的纯经典模型。在优化电路中，该模型被称为QUBO问题。从实际角度来看，QUBO可用于解决投资组合优化问题。

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https://mp.weixin.qq.com/s/bVl_YrQ1mYWyCZDE9QUOag 

本源量子在金融投资组合优化方向取得新进展

近日，本源量子研究团队在金融领域中投资组合优化方向的研究工作取得新进展，并在本源量子云平台上线了基于该研究进展的量子金融应用——投资组合优化应用。该研究成果基于Grover搜索算法的量子优化算法Grover适应性搜索算法(Grover Adaptive Search，简称GAS算法)，可快速从所有投资组合中找到给定风险偏好下的最佳收益组合，将进一步拓宽量子计算在金融领域的使用场景。

本源量子今年一直在量子金融领域进行相关研究与开发：联合建信金融科技推出国内首批量子金融应用——量子期权定价应用与量子VaR值计算应用，发布可用于金融衍生品收益计算的量子期权策略应用，上线可预测金融概率、进行网络监控和故障溯因新量子贝叶斯算法应用程序，未来还将不断探索量子计算在各领域的应用落地。

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https://mp.weixin.qq.com/s/JYD-LkGgA8zsroea53c7wg 

欧盟推出6.27亿欧元创新投资计划，三家量子公司获得资金

2021年3月欧盟委员会新成立的欧洲创新理事会(EIC)本周正式宣布为来自欧盟21个国家的99家创新公司投资6.27亿欧元。

选定的公司将根据其需求获得最高1750万欧元的赠款和/或股权投资。目前65家公司已经获得高达4.14亿欧元的股权投资(总额为6.27亿欧元)，其中包括三家量子公司Equal1 Laboratories、QphoX和Multiverse Computing。Equal1和Multiverse两家公司已经宣布分别获得1000万欧元和1250万欧元，QphoX暂未公开。

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韩国科学技术研究院开发出可在室温和大气压下运行的量子计算机

韩国科学技术研究院(KIST)宣布，在2021年韩国科学技术博览会上展示了其最新的量子计算机——世界上第二台可在室温和大气压下运行的计算机，第一个是由中国开发的。这台量子计算机选用金刚石NV色心量子比特进行操作，计算机的用户界面也可供普通人使用，KIST也计划在不久的将来扩大其使用范围。

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http://www.businesskorea.co.kr/news/articleView.html?idxno=84566 

美国呼吁州、地方政府立即为后量子安全做准备

NIST将在2022年发布后量子密码的初始标准。与此同时，美国国土安全部(DHS)也在为这一新标准的出台做准备并扩大宣传。

DHS一位不愿透露姓名的高级官员透露，该部门在2022年初的优先事项之一是让更多的组织参与这些指南。目前量子计算对传统加密的威胁可能还没有被列为各州优先考虑的问题。

另一位DHS高级官员说：“目前，对我们以及州和地方政府来说，关键问题是对可能相关的数据进行清点，即使在10到15年的时间内，以确定他们是否需要在此时采取行动。”

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https://www.govtech.com/computing/state-local-govt-can-prepare-now-for-post-quantum-security 

威廉玛丽学院获得美国能源部资助，将开发量子计算机关键组件

威廉玛丽学院的一组理论量子物理学家组成的合作项目是美国能源部最近选择的29个项目之一，该项目将获得7300万美元的部分资金，用于推进量子信息科学(QIS)研究，以开发下一代量子智能设备和量子计算技术。

研究组与材料科学家合作开发了一种新工具，用于利用亚原子导电性的力量。该项目将与桑迪亚国家实验室的材料科学家Wei Pan和纽约大学的Javad Shabani合作完成，旨在解决通往更先进量子计算机的道路上的主要障碍——开发能够编码量子比特的类似传感器的结构。

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https://www.wm.edu/news/stories/2021/doe-selects-wm-physicists-to-solve-critical-component-of-quantum-computing.php 

Quix向匈牙利量子信息国家实验室交付光量子计算解决方案

2020年，英国光量子计算公司QuiX Quantum宣布推出了世界上最大的量子光子处理器。如今，QuiX将为新成立的匈牙利量子信息国家实验室计划提供光量子计算解决方案。

这个设备将是QuiX交付的第五个量子光子处理器。不仅如此，这是中东欧地区的第一个量子硬件。该设备由匈牙利厄特沃什·罗兰大学科学学院和信息学院联合购买，罗兰大学打算将QuiX芯片用于光量子计算的学术研究。

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https://www.quixquantum.com/news/hungarian-quantum-initiative-chooses-quix 

Multiverse Computing获得1250万欧元融资

总部位于西班牙的量子软件公司Multiverse Computing宣布将获得来自欧洲创新委员会(EIC)加速器计划最新投资的1250万欧元，Multiverse Computing因此成为欧洲融资最多的量子创业公司之一。

这笔融资主要是股权投资1000万欧元、其余的250万欧元将以赠款的形式注入公司。部分资金将用于进一步优化公司的蒙特卡洛资产估值引擎，以及金融机构和央行的衍生品评估能力和压力测试工具。随着公司加速其工具包的商业化，这些资金还将用于吸引和留住人才并扩展到其他垂直市场。

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https://www.businesswire.com/news/home/20211216006267/en/Multiverse-Computing-Awarded-%E2%82%AC12.5-Million-14.2M-USD-in-New-Funding-from-European-Innovation-Council 

玻色量子入选北京市2021年拟支持颠覆性技术研发和成果转化项目名单

2021年12月14日，北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会官网发布了“关于2021年拟支持颠覆性技术研发和成果转化项目公示”的通知，作为新一代信息技术领域的优秀项目之一，玻色量子的“相干量子计算设备的研发及成果转化”项目经过层层选拔成功入选名单。

此次玻色量子成功入选该名单，代表着政府和评审专家的高度肯定和大力支持，在颠覆性项目选拔核心关注的四个技术维度上——技术突破性、产品替代性、市场广泛性及产业变革性，玻色量子具备开展颠覆性技术的研发、成果转化和产业化的综合实力。未来，玻色量子将以解决未来人工智能+大数据+物联网时代的算力需求为己任，聚焦相干量子计算设备研发及成果转化，为发展国产量子计算技术，占领国际竞争制高点而不断奋斗。

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本源量子晋级全国颠覆性技术大赛总决赛

12月22日，2021年度全国颠覆性技术创新大赛首场领域赛在成都高新区落幕，本源量子“基于量子计算机和操作系统在不同行业应用场景下的算法开发项目”被评为大赛优秀项目，成功晋级全国总决赛。

此次领域赛通过项目路演答辩的方式，对127个参赛项目进行评选，最终决出的72个优胜项目将推荐进入科技部颠覆性技术备选库并择优晋级全国总决赛。

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https://mp.weixin.qq.com/s/VXvDUm0OQ45g6Yzx0REWYA

估值15亿美元的量子计算公司Rigetti发布首份财报

量子计算公司Rigetti Computing将通过SPAC收购上市，估值15亿美元，本周该公司公布了今年迄今为止的业务亮点以及截至2021年10月31日的九个月的财务简报，这也是Rigetti公开的首份财报。

截至2021年10月31日的9个月，营业收入增长68%，从2020年同期的410万美元增长至690万美元；总营业支出增加了7%，从2020年同期的2980万美元增至3200万美元；研发费用增加了14%，从2020年同期的1860万美元增至2120万美元，占截至2021年10月31日止九个月的总营业费用的66%；净营业亏损下降3%，从2020年同期的2699万美元降至2620万美元。

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IQM设立法国新公司

IQM Quantum Computers(IQM)加强了其在欧洲量子计算领域的领导地位，在巴黎开设了第四个欧洲办事处。IQM的全球产品主管Björn Pötter博士将担任法国区域经理。

IQM法国公司将使用IQM的协同设计方法与航空、航天和网络安全垂直领域的客户密切合作；作为Atos Scaler计划的一部分，IQM法国公司也将进一步专注于高性能计算(HPC)集成，并为全球超级计算中心提供量子加速器。通过这个新的子公司，IQM得以加入法国量子生态系统——由世界知名大学和研究机构和一个快速增长的创业场景组成，并提供了优秀的产业基础设施。

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https://www.businesswire.com/news/home/20211221005096/en/IQM-Continues-Its-European-Expansion-New-French-Subsidiary-Will-Focus-on-IQM%E2%80%99s-Co-design-Customers-in-Aviation-Space-and-Cybersecurity 

维珍轨道和Arqit扩大合作协议

维珍银河子公司维珍轨道和量子加密公司Arqit Quantum宣布扩大合作范围，将加速面向全球私人、国防和情报客户的天基加密服务。受此影响，12月22日Arqit股价大涨13.76%。

此前，维珍轨道已宣布向Arqit的SPAC投资500万美元。因此，维珍轨道从Arqit处获得了量子云加密许可，并为其发射和太空解决方案业务提供加密保护。除此之外，两家公司还签订了独家合同，以满足Arqit从2023年开始从英国康沃尔航天港发射最多5次的需求。

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https://finance.yahoo.com/news/virgin-orbit-arqit-expand-launch-130500410.html

韩国电信公司开发出高速量子密码通信技术

韩国电信公司(KT)已于本月22日宣布开发出20kbps的高速量子密码通信技术，可以同时向4,000台密码设备发送信息。不仅如此，该公司还自主研发了高速单光子光源产生模块和高速量子随机数互通接口——都是实现高速量子密码通信的关键部件。

此次开发的技术和设备，为KT公司建立国防、金融和公共部门的国家安全体系，加强合作开发量子密码应用服务提供了可能。KT在量子密码通信方面的能力得到了国际电信联盟电信标准化部门ITU-T SG13研究小组的认可，该小组采纳了KT关于量子互联网标准化的建议，将其作为一个标准化项目，并选择KT作为项目牵头人。

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http://www.businesskorea.co.kr/news/articleView.html?idxno=84568 

LG CNS和富士通合作开发量子技术以解决工业挑战

韩国LG集团子公司LG CNS宣布，最近与富士通韩国公司签署了谅解备忘录，以开发基于“量子启发式数字退火机”的数学优化算法，希望能解决交通、金融、医药、化工等各个行业的困难。

具体来说，大城市的车辆、信号灯数以万计且变数较多，即使使用现有的超级计算机也难以对交通信号系统进行整合和控制，进而难以计算出缓解交通拥堵的最优资源投入。然而，通过将受量子启发的数字退火技术与数学优化相结合，可以实现一个最优的交通信号系统——实时解决大城市的交通拥堵问题。

LG CNS表示：“我们将通过不断发现基于量子启发式数字退火机的数学优化新业务来解决客户的痛点和困难，为即将到来的量子计算机时代做好准备。”

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http://www.koreaittimes.com/news/articleView.html?idxno=109962# 

日本富士通与泰国量子技术初创公司达成合作

日本ICT巨头富士通的当地部门与泰国第一家量子技术初创公司——泰国量子技术基金会(QTFT)合作，通过利用富士通的量子启发技术数字退火机帮助QTFT解决业务问题。

据富士通称，数字退火机是世界上第一个受量子启发的数字技术架构，可以快速、精确地提供实时优化计算。因此，可以在几秒钟内解决复杂的大规模组合问题。富士通泰国销售负责人Kanokkamon Laohaburanakit表示：“这项合作将使公共和私营部门能够在量子技术得到充分利用之前利用量子概念，目标服务包括物流和仓储优化、药物发现、产品组合管理、制造优化、供应链优化和能源管理优化。这将被视为让泰国企业在未来顺利过渡到量子时代的起点和基础。”

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https://www.bangkokpost.com/tech/2235995/tech-tie-up-aims-to-tackle-business-problems 

Duality量子加速器开启第二阶段申请

芝加哥Duality是美国第一个专注于支持量子初创公司的加速器项目，目前，它开放了Cohort2阶段的申请。符合资格要求的初创公司必须在2022年3月25日之前申请。

获准加入为期12个月的加速器项目的初创公司将获得加速成功的关键资源，包括50,000美元的非稀释性资金、指导、业务培训、使用最先进设施的机会、专用办公空间、行业合作伙伴和投资者介绍等等。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/chicago-based-quantum-accelerator-duality-seeks-applications-for-cohort-2/ 

ColdQuanta宣布最新高管任命

冷原子的量子技术的领导者ColdQuanta在今天宣布，Chester Kennedy已被任命为研究和安全解决方案总裁，Barry Behnken也加盟公司并担任工程执行副总裁。

Chester Kennedy将专注于推动公司安全解决方案的可持续增长，包括传感器、量子射频和支持量子衍生技术新应用的服务。他之前曾在洛克希德·马丁担任全球培训和后勤工程副总裁和CK TEC SOLUTIONS的负责人；Barry Behnken将领导和发展ColdQuanta三个部门的工程团队——量子计算、量子研究即服务(QRaaS)和冷原子技术(CAT)。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/coldquanta-announces-key-executive-appointments/ 

量子物理益智游戏“Kitty Q”推出“QUANTube”系列解说视频

最近，应用程序Kitty Q在“萨克森州游戏创新奖”中被评为“严肃游戏”。在Kitty Q这款游戏中，德累斯顿工业大学(TU)理论固体物理学教授Matthias Vojta及其同事投入了大量的工作来编写通俗易懂的量子物理学百科全书。

从2022年1月起，Kitty Q将以QUANTube–Science Break项目为开端：在游戏的娱乐解说中，研究人员将采用适合儿童和年轻人的语言，回答来自世界各地的玩家提出的复杂量子物理问题。迄今为止，游戏应用Kitty Q在全球的下载量已合计高达65,000次。

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https://www.eurekalert.org/news-releases/938681 

Crown Sovereign抗量子加密货币在HitBTC交易所上市

加密和数字资产解决方案供应商Crown Sterling公司的Crown Sovereign(CSOV)抗量子加密代币于12月23日在HitBTC交易所上市。

Crown Sterling chain是Polkadot区块链上的一个实时网络，是第一个实现抗量子一次一密的区块链状态转换功能选项，该功能是网络上交易的流程。Crown Sterling建立在Polkadt的基础上，以实现Polkadt允许的高速、并发事务和自定义加密解决方案的集成。

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https://www.prnewswire.com/news-releases/hitbtc-exchange-lists-the-crown-sovereign-csov-quantum-resistant-cryptocurrency-on-december-23-2021-301450268.html 

中国科大在量子物理教育研究领域取得新突破

物理教育研究是物理学的一个新兴领域，特别是量子物理方面的教育研究，被诺贝尔物理奖得主C.Wieman称为“只是露出了冰山一角”。中国科大物理学院的涂涛副教授、李传锋教授、许金时教授和郭光灿院士等老师组成的团队，及时地关注和进入到这一新兴前沿领域。

物理教育研究领域有两大研究学派：一派是以诺贝尔物理奖得主G.Parisi为代表，重视数据统计，从复杂性科学的视角分析，另一派是以诺贝尔物理奖得主C.Wieman为代表，重视实证调查，从教育学的视角分析。中国科大的研究团队综合运用了上述两种研究方法，通过对物理学院6年时间周期、406名本科生的样本数据的统计分析，研究了学生对于量子物理中束缚态和散射态的思维流程图，成功构建了Activation-Construction-Execution-Reflection的理论框架和基于Overgeneralization的思维机制模型。

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https://journals.aps.org/prper/abstract/10.1103/PhysRevPhysEducRes.17.020142 

科学家使用量子传感器检测新冠病毒

最近，麻省理工学院(MIT)的科学家开发了一种检测新冠病毒(官方名称SARS-CoV-2)存在的新方法。基于量子效应，这种方法速度更快、成本更低、错误结果也更少。相关研究已经发表在美国化学学会(ACS)Nano Letters上。研究人员说，这种传感器可能适用于检测任何病毒。

现有的新冠病毒检测包括检测特定病毒蛋白的快速检测和需要几个小时处理的聚合酶链式反应(PCR)检测。然而这两种测试都不能高精度地量化病毒的数量。

即使是最高标准的PCR检测也可能有超过25%的假阴性率。相比之下，研究团队的分析显示，新测试的假阴性率可能低于1%。这项测试也足够灵敏，只需一秒钟就能检测出几百股病毒RNA。

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https://mp.weixin.qq.com/s/LBeJSSLfx3BZfIj1wrpKrw 

科学家提出全新的量子系统以开发量子技术组件

在一篇发表在PRX Quantum期刊上论文中，来自明斯特大学、拜罗伊特大学和柏林大学的研究人员提出了一种全新的量子系统制备方法，以开发量子技术组件。

一直以来，使用量子系统来产生单光子态非常有前景。但是，这项技术从实验室转移到实际应用方面必须克服的困难是将产生的单光子与激发激光脉冲分离。在这项最新研究中，科学家利用了量子系统中的摆动过程，使用一个或多个频率与系统中的频率相差很大的激光脉冲过滤光谱，从而可以清楚地分配从量子点产生的光子。凭借这一研究结果，研究人员朝着开发未来的量子技术迈近了一步。

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https://phys.org/news/2021-12-quantum-components-technology.html 

科学家开发新型压缩光源，压缩量子噪声超过75%

日本电报电话公司(NTT)、东京大学、日本理化学研究所(RIEKN)合作开发了一种光纤耦合量子光源(压缩光源)。团队表示，这是实现容错大规模通用光量子计算机的关键技术。研究成果于2021年12月22日发表在美国科学期刊《应用物理快报》(Applied Physics Letters)上，并被选为Editor's Pick。

新的光纤耦合量子光源可在光通信波长下工作。通过将其与光纤组件相结合，首次在光纤封闭系统中成功地产生了连续波压缩光，压缩量子噪声超过75%，边带频率超过6THz。这意味着光量子计算机中的关键器件已经以与光纤兼容的形式实现，同时保持了光的宽带特性。这将有助于在使用光纤和光通信器件的稳定和免维护系统中开发光量子计算机，也极大地推动机架式大规模光量子计算机的发展。

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https://mp.weixin.qq.com/s/nd-rFUu2WUziZzqKySXcOw 

研究人员实现对影响量子比特性能的准粒子的测量

阿尔托大学的团队与隆德大学和VTT的研究人员一起开展了一项实验，以实时检测少量准粒子，进而精确测量了超导体中库珀对断裂的动力学。

这对于量子计算发展意义重大。研究人员表示，即使每十亿个库珀对中只有一个准粒子，这也会限制量子比特的性能，并阻止量子计算机完美运行。

实验装置由一个微米级的铝超导体组成，它与一个普通导体金属铜通过一个薄绝缘层隔开。当超导体中的库珀对断裂时，准粒子将穿过绝缘层到达铜，研究人员在那里用电荷探测器观察这些粒子。超导性取决于在库珀对中结合在一起的电子的存在，但是库珀对有时会断裂，消散成两个准粒子——未配对的电子，这会阻碍超导体的性能。因此，了解库珀对断裂的原因将是提高超导体性能和更多相关技术的关键步骤。

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https://www.eurekalert.org/news-releases/938417 

研究人员首次成功测量半导体和超导体间结的电子特性

康奈尔大学和瑞士保罗谢勒研究所(Paul Scherrer Institute, PSI)的研究人员合作,首次成功测量了半导体氮化镓(GaN)和超导体氮化铌(NbN)之间的异质结的电子特性，朝着创建混合超导体-半导体量子器件迈出了关键一步。这一研究成果发表在12月的Science Advance期刊上。

该项目的影响超出了氮化镓和氮化铌这两种物质的量子结构，超导体-半导体最有前途的应用之一是用于高质量晶体约瑟夫森结，它可以实现非线性电行为，从而促进高速电子设备并创建用于量子计算的量子比特，显著提高电子元件的功能。因此，这项研究也得到美国国家科学基金会和海军研究办公室的支持。

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https://news.cornell.edu/stories/2021/12/collaboration-gets-quantum-view-superconductor-junction 

科学家利用机器学习算法对量子设备进行有效和精确的验证

东京大学信息科学与技术研究院的博士后研究员Quoc Hoan Tran和Kohei Nakajima副教授开创了一种新算法：通过机器学习量子过程层析成像(量子输入-输出相关关系)模拟量子系统。

负责人Quoc Hoan Tran教授表示，实验室下一阶段的研究将是扩大这一算法的能力，从本质上使一些更通用的东西变得更有用。

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https://scitechdaily.com/a-novel-machine-learning-algorithm-allows-for-efficient-and-accurate-verification-of-quantum-devices/

科学家开发了能够设计任意高维量子态的通用协议

来自罗马第一大学、贝尔法斯特女王大学和巴勒莫大学的一组研究人员演示了一种可以设计任意高维量子态的自适应优化协议，研究成果已发表在Advanced Photonics期刊。在完全黑盒的情况下，该协议仅依赖于生成状态和目标状态之间的测量一致性来调整相关的实验参数，而不需要描述生成设置。

作者利用经典光和单光子的轨道角动量(OAM)对所提出的协议进行了实验验证。OAM是与其空间和相位剖面相关的电磁场的自由度。由于OAM是一个无限维的自由度，它适合于编码任意的高维量子态。作者使用基于量子行走动力学和偏振自由度的状态生成平台实验实现了该协议。通过调节作用于偏振态的算符的参数，可以设计出编码在OAM空间中的任意行走状态。然后，所提出的优化算法对驱动动力学的实验参数进行在线调整，以获得期望的结果。

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https://mp.weixin.qq.com/s/Xbcm9EM3WfsizeAOsFiPMg

科学家借助量子计算发现将废热转化为电能的材料

一项包括美国、加拿大和欧洲的政府实验室和大学的多机构合作揭示了500多种以前未开发的具有高预测热电效率的材料，麦克马斯特大学研究人员正在实验中研究这些材料的热电性能，并且借助量子计算已经发现了高热电效率的新来源。

研究人员搜索了一个包含数千种材料的数据库，以根据它们的化学和物理特性寻找那些具有高电子质量和低热传导水平的材料。正如金属探测器可以大海捞针一样，量子计算可以加速高效热电材料的发现。这样的计算可以准确预测数千种材料的电子和热传导(包括塞贝克效应)，并揭示这些特性之间先前隐藏的高度复杂的相互作用，这些相互作用会进一步影响材料的效率。因而，可以应用量子计算来使用稀缺性、成本和效率等参数来搜索特定的材料集。

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https://theconversation.com/a-new-approach-finds-materials-that-can-turn-waste-heat-into-electricity-173472 

科学家在量子技术的新材料研发方面取得进展

慕尼黑工业大学(TUM)和马克斯-普朗克研究所(Max Planck Institute, MPI)的物理学家现在在开发能够单独传递自旋信息的新型材料方面取得了重要进展。

由Marc Wilde博士领导的Pfleiderer教授团队中的科学家们现在已经证明，一些材料中存在这样一种平面，导带(conduction band)总是成对通过的。这些平面被称为节平面——可以轻松定位费米能级的交叉点，以锰硅单晶为例，这些平面总是恰好位于导带边缘通过这样一个平面的地方。该研究团队与MPI的Andreas Schnyder博士一起阐明了这种行为的理论基础：必要的先决条件是存在所谓的“非对称”对称性。在锰硅单晶中，这是原子排列的一种扭曲；材料的磁化可以抵消关键的对称性，因此也抵消了节点平面。磁化方向实际上就像一把剪刀，可以用来切割莫比乌斯带。

基于这一见解，Andreas Schnyder和同事对所有已知的晶体结构类别进行了全面分析，以识别具有相同特性的晶体结构。这一发现是未来寻找可比材料的基础，研究成果也发表在《自然》杂志上。

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https://phys.org/news/2021-12-materials-quantum-technologies.html 

研究人员实现量子粒子本征态指数局域化

美国联合量子研究所(JQI)Christopher Monroe教授和Alexey Gorshkov研究员领导的小组合作，已经使用俘获离子来实现本征态指数局域化(many-body localization, MBL)，阻止量子粒子达到平衡状态。这一成果发表在最近的Natures期刊上。

这一创新使得应用MBL技术来创建功能强大的存储设备变成可能。MBL可能有助于在未来的量子计算机中维护量子信息，或帮助保存像时间晶体或拓扑相这样的奇异现象。

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https://phys.org/news/2021-12-ion-technique-quantum-particles-equilibrium.html 

科学家验证曼德尔斯坦-塔姆极限

波恩大学和以色列理工学院的物理学家首次通过复杂的量子系统实验证明了曼德尔斯坦-塔姆极限(Mandelstam-Tamm limit)——70多年前，苏联物理学家列昂尼德·曼德尔施塔姆(Leonid Mandelstam)和伊戈尔·塔姆(Igor Tamm)从理论上推导出的波函数变换的最短时间。

科学家以高度可控的方式移动的铯原子，让单个原子像光碗中的弹珠一样滚下并观察它们的运动。在到达光碗底部的过程中，原子的量子信息发生了变化。为了确定最早何时可以确定这种“变形”，研究人员使用快速光脉冲来创建原子两种状态的“量子叠加”：凭借“量子干涉”技术来精确地检测不同状态下波的差异，以确定物质波首次发生显著变形的时间。不仅如此，科学家通过控制原子能量还证明了在量子世界中，极限速度不仅取决于能量的不确定性，还取决于平均能量。

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https://phys.org/news/2021-12-quantum-marbles-bowl.html 

研究人员在粒子旋转运动最低值状态下开展研究

苏黎世联邦理工学院和阿联酋技术创新研究所(TII)量子研究中心(QRC)的研究人员正在试图减缓粒子旋转运动的速度，以记录纳米悬浮物体迄今为止实现的最小旋转运动。

将粒子的平移和旋转运动都减少到“基态”将使研究人员能够研究已经理论化但从未在实践中测量过的物理现象。这项研究可能应用于测量旋转运动的灵敏扭矩传感器——它可以让科学家们探索如真空摩擦等奇异的量子现象；从长远来看，这种创新的纳米哑铃方法还可能导致惯性传感器比光学陀螺仪更准确。

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https://www.einnews.com/pr_news/558796457/researchers-slow-rotation-to-quantum-thresholds

日本量子科研团队提出新的癌症疗法

根据最近发表在Applied Materials Today的一篇论文，日本科学技术高级研究所(JAIST)和日本国家量子科学技术研究所(QST)的科学家使用基于功能化共晶镓-铟(EGaIn)的LM纳米颗粒创建了一种癌症光疗疗法，这些纳米颗粒由各种生物分子(明胶、DNA、卵磷脂和牛血清白蛋白)、超声波处理以及量子束(γ射线)辐射成功合成。

由JAIST的Eijiro Miyako副教授及其团队开发的利用各种生物分子和EGaIn的超声波和γ射线介导的纳米颗粒化方法可以有效地作为癌症光疗的平台。合成的生物分子功能化LM纳米颗粒显示出独特的结构和优异的理化特性，可用于NIR生物成像系统在小鼠体内识别肿瘤位置。此外，他们成功地通过LM纳米颗粒的时空光热激活来消除结肠肿瘤。该团队认为，该研究为LM纳米颗粒提供了新的设计和功能化，并为癌症治疗中的光疗技术的发展开辟了新的机遇。

详情：

https://phys.org/news/2021-12-quantum-beamapplied-liquid-metal-nanoparticularization.html

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