周报丨量子技术首次在毫米尺度验证广义相对论；量子隧穿效应可能揭开生命起源的奥秘

光子盒研究院出品

中科院外籍院士叶军团队首次在毫米尺度验证广义相对论

美国科罗拉多大学JILA实验室的叶军团队开发出世界上最精确的原子钟，得出在一毫米高度差上，时间相差大约一千亿亿分之一，也就是大约3000亿年相差1秒，与广义相对论预言一致。相关成果作为2月17日《自然》杂志的封面论文发表。

广义相对论指出，引力场越强，时间就越慢，从而改变电磁波的频率。如果一束蓝光射向天空，在引力的作用下，就会向红色端移动，称之为“引力红移”。爱因斯坦早在1915年就预测了这种现象，但是这种“移动”非常小，直到1976年才有了第一次精确的实验验证。2010年，加州大学伯克利分校测量了高度差33厘米的两个原子钟的时间差。现在叶军团队的原子钟比当今最好的设计精确50倍，可以做到测量一个原子云内，原子气体上下两端的时间差，而二者之间高度只相差一毫米。

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https://www.eurekalert.org/news-releases/943127

量子隧穿效应可能揭开生命起源的奥秘

德国耶拿·弗里德里希·席勒大学和马克斯·普朗克天文学研究所的的研究人员在寻找生命起源的过程中发现了一条新线索，研究表明，在外太空的尘埃上可以形成肽。这些分子是所有生命的基本组成部分之一，因此生命可能根本不是起源于地球，而是可能存在于宇宙分子云中。

他们表示，量子力学隧穿效应对于生命起源可能起到了关键作用。氨基乙烯酮的聚合反应必须克服能量障碍，量子隧穿效应可能会帮助做到这一点，它可以直接穿过障碍，在宇宙条件下不仅可以产生氨基酸，还可以产生肽链。

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https://scitechdaily.com/how-life-came-to-earth-quantum-mechanical-tunneling-effect-might-play-a-role/

中国首个量子安全智慧社区系统在安徽投用

近日，中国科大先进技术研究院孵化企业——安徽华典大数据科技有限公司科研团队研发的中国首个量子安全智慧社区系统在安徽省合肥市投入使用。在数据生产存储过程中，该科研团队将量子安全数据库集成至社区数据终端盒，通过量子密钥充注和量子密码服务对该设备中的关键数据进行量子加密；在数据传输过程中，在公安系统中心机房部署量子密钥服务平台，与采集终端量子加密芯片构建起量子加密通信信道，对传输的数据进行量子加密。

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https://www.163.com/dy/article/H0DULQCF0514R9NP.html

ICV联合光子盒发布2022全球量子通信产业发展报告

2022年2月17日，全球知名前沿科技咨询公司ICV联合光子盒发布了《2022全球量子通信产业发展报告》。该报告对2021年全球量子保密通信行业做了全面总结，并且对2022年进行多方面的预测。

根据ICV预测，2021年全球量子通信市场规模约为23亿美元，预计到2025年增长到153亿美元，到2030年，增长到421亿美元。

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https://mp.weixin.qq.com/s/0u5NIXOTyFT7laUPuTa0tw

物理学家通过使用量子计算与机器学习探究黑洞

美国密歇根大学物理学家Enrico Rinaldi团队通过量子计算和深度学习来理解全息对偶性(holographic duality)概念。研究结果近日发表在PRX Quantum上。

目前，科学家正通过量子计算和深度学习两种模拟方法来研究黑洞引力，求解可以描述这一引力的量子矩阵模型。全息对偶性是一种数学猜想，它将粒子理论及其相互作用与引力理论联系起来。这个猜想表明，引力理论和粒子理论在数学上是等价的：引力理论在数学上发生的事情发生在粒子理论中，反之亦然。

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https://phys.org/news/2022-02-black-hole-physicist-quantum-machine.html

《欧洲量子计算和量子模拟基础设施》白皮书发布

欧洲量子旗舰（Quantum Flagship）计划官网发布了《欧洲量子计算和量子模拟基础设施》白皮书，详细介绍了当前欧洲量子计算技术的发展状况与未来规划，并为如何实现超级计算机与量子计算的融合发展提出了共识立场。

白皮书由欧洲超级计算（HP）与量子计算社区联合推出，涵盖了欧洲各大超算中心以及对高性能计算有巨大需求的相关科研机构，包括意大利欧洲核物理理论研究中心、德国尤利希研究中心、德国莱布尼茨超算中心、法国原子能委员会、西班牙巴塞罗那超算中心等。

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https://mp.weixin.qq.com/s/ihrCwYKynMishkymFm-hrw

兰德公司发布中美量子技术产业评估报告

近日，美国知名军事战略研究机构兰德公司(RAND Corporation)发布了《中美量子技术产业评估》报告。报告开发了一套灵活且广泛适用的指标来评估一个国家的量子产业基础，这些指标试图量化该国的科学研究、政府活动、私营行业活动和技术成就。然后将这些指标应用于美国和中国。每个指标的结果都涉及量子技术的三个主要应用领域：量子计算、量子通信和量子传感。最后，该报告向政策制定者提出了保持美国量子技术产业基础实力的建议。

这项研究由美国国防部(DOD)研究和工程部副部长办公室技术和制造业基地主任赞助，并在兰德国家安全研究部(NSRD)的采办和技术政策中心内进行。该报告已于2021年10月完成，并在公开发布前与赞助商和国防办公室进行了预发布和安全审查。

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https://www.rand.org/pubs/research_reports/RRA869-1.html

新加坡将为关键基础设施试验建立量子安全网络

新加坡量子工程计划 (QEP) 于 2018 年推出，旨在提供推动量子技术发展所需的研究和生态系统。其工作集中在四个关键领域，包括量子传感、量子通信和安全，以及建立国家量子无晶圆厂。新加坡的目标是建立一个量子安全网络，希望能够展示“加密敏捷连接”并促进公共和私人组织的试验。国家网络最初将包括全国 10 个节点，并为公共和私人组织提供测试平台，以在量子安全环境中试用关键基础设施应用程序。该计划还包括一个用于漏洞研究的量子安全实验室。

这项为期三年的计划由量子工程计划 (QEP) 牵头，拨出 850 万新加坡元（合 631 万美元）用于为其部署提供资金。在新加坡国家研究基金会 (NRF) 的支持下，该项目吸引了来自公共和私营部门的 15 个合作伙伴，包括两所当地大学、ST Telemedia 全球数据中心、网络安全局和亚马逊网络服务 (AWS)。

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https://www.zdnet.com/article/singapore-to-build-quantum-safe-network-for-critical-infrastructure-trials/

以色列拨款 6200 万美元建造该国第一台量子计算机

以色列创新局与国防部已宣布投资 6200 万美元，用于建造该国第一台量子计算机。该项目旨在建立以色列在量子技术领域的独立性，这有望成倍地提高计算机的处理速度。与此同时，美国和欧盟已经在与中国竞争以引领世界的量子发展，欧盟寻求在未来几年内制造其第一台量子计算机。

以色列创新局将专注于建立一个量子计算基础设施来运行计算、帮助测试现有算法以及跨软件和硬件进行研究。最终将与以色列开发的量子处理器和技术集成。另外，国防部研发局将创建一个具有量子能力的“国家中心”，与学术界、产业界和政府密切合作，推进量子处理器，包括硬件、控制、优化、算法和接口方面。

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https://www.algemeiner.com/2022/02/15/israel-allocates-62-million-to-fund-countrys-first-quantum-computer/

思克莱德大学将领导两个国际量子技术网络

在成功竞标资金后，思克莱德大学将领导两个国际量子技术网络。这笔资金总额为100万英镑，由英国研究与创新部的工程和物理科学研究委员会在其国际网络的量子技术呼吁之后宣布。

这些网络是：

● 国际空间量子技术网络，将应对将地面量子技术带入太空的挑战

● 国际原子量子传感器微制造网络，该网络将为下一代全集成原子传感器的合作创建一个框架。

国际空间量子技术网络将获得48万英镑，在 13 个国家拥有 37 个成员，其中包括四个行业合作伙伴，其中之一是思克莱德大学主办的弗劳恩霍夫应用光子学中心。原子量子传感器网络的微制造也将获得48万英镑；它包括 13 个机构的领先国际集团和三个英国行业合作伙伴。国际空间量子技术网络将开发支持卫星的量子安全通信和地球观测，应用于应对气候变化、空间天气预报、卫星导航和地外测量。

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https://www.strath.ac.uk/whystrathclyde/news/2022/twointernationalquantumnetworkstobeledatstrathclyde/

安徽省首个量子计算工程研究中心获批

近日，安徽省发展和改革委员会正式发布2021年度安徽省工程研究中心评审结果，合肥本源量子计算科技有限责任公司组建的安徽省量子计算工程研究中心正式获批。据悉，该中心为全省首个量子计算工程研究中心，该中心的认定，也为国内在量子计算机领域的工程化和产业化奠定了基础。此次安徽省量子计算工程研究中心的获批也将进一步推进工程化量子计算机的研发以及产业的落地应用。

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https://www.chinanews.com.cn/cj/2022/02-18/9679838.shtml

加拿大量子探索种子基金征集提案

加拿大滑铁卢大学变革量子技术(TQT)计划为量子探索种子基金(QQSF)开启了一个提案征集。融资机会于2022年2月14日开始。

资助提案的研究重点领域包括开发量子器件的新想法和应用。鼓励提出建议，阐明量子特性在现有系统中的使用，包括叠加、隧穿、应用中的纠缠，以及显示量子特性的新系统的开发。

该计划的资助决定将由量子探索种子基金委员会做出，该委员会由数学，科学和工程的代表组成。成功的提案将在 4 月收到通知。

QQSF每年提供高达5万美元的资金，为期两年。预计在QQSF下资助的项目将会有其他后续外部资金来源。

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https://uwaterloo.ca/daily-bulletin/2022-02-17

UNL助理教授获得NSF资助，用于开发室温量子模拟器

内布拉斯加大学林肯分校(UNL)电气和计算机工程助理教授Wei Bao获得了美国国家科学基金会(NSF)教师早期职业发展计划提供的为期五年价值约75万美元的资助，以支持室温量子模拟器研发，这可能会显著地扩大量子系统研究的范围。

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https://news.unl.edu/newsrooms/today/article/husker-researcher-aims-to-make-quantum-systems-function-at-room-temps/

霍尼韦尔预计到 2026 年 Quantinuum 的销售额将达到 20 亿美元

量子计算公司 Quantinuum 的大股东霍尼韦尔在财报电话会议上表示，预计这家新公司到 2026 年将达到约 20 亿美元的销售额，到 2026 年将达到 20 亿美元，这一数字远高于该行业其他公司对同年的预期。

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https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/honeywell-sees-2-billion-in-sales-for-quantinuum-by-2026/

Rigetti 宣布其80量子比特系统Aspen-M全面上市

Rigetti宣布Aspen-M全面上市。该系统已同时上线Rigetti量子云服务(QCS)和亚马逊Braket平台。此外，未来几个月内Aspen-M将在微软Azure Quantum、Strangeworks QC和Zapata Orquestra平台上线。Rigetti指出，他们的CLOPS并不会因为机器规模增大而降低，在80量子比特规模上提供了与40量子比特相当或更好的速度，此外，Rigetti还在相干性和保真度方面实现了持续改进。

在另一份公告中，Rigetti宣布，他们已经与纳斯达克达成合作协议，探索量子应用，以帮助解决金融业中的高影响力计算问题。这项研究将利用Rigetti的QCS和80量子比特处理器。此次合作将Rigetti的可扩展量子计算机和经验证的应用量子算法的能力，以及纳斯达克的市场视角、领域专业知识和数据结合在一起，挑战机器学习、优化和模拟问题。

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https://quantumcomputingreport.com/rigetti-announces-commercial-availability-of-their-80-qubit-aspen-m-and-a-teaming-with-nasdaq-to-explore-financial-applications-of-qc/

量子计算机软件初创公司Classiq融资 3300 万美元

以色列量子算法设计平台提供商Classiq宣布B轮融资3300万美元。这是迄今为止规模最大的一轮量子软件投资。Classiq在20个月内融资已达4800万美元。

新投资者包括惠普的风险投资部门Hewlett Packard Pathfinder、价值600亿美元的保险公司Phoenix、斯坦福校友投资集团Spike Ventures、三星的投资部门三星NEXT。本轮融资还包括Lip-Bu Tan和Harvey Jones的个人投资。

Classiq将利用新资金将公司规模扩大四倍——扩大其世界级工程师和研究人员团队，在全球开设新的办事处，并继续开发和申请革命性的量子算法设计专利。

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https://www.reuters.com/markets/funds/tel-aviv-based-quantum-computer-software-startup-classiq-raises-33-mln-2022-02-17/

摩根大通、东芝构建了第一个用于保护关键任务区块链应用的量子密钥分发网络

在开创性的研究中，摩根大通、东芝和 Ciena 证明了量子密钥分发(QKD)城域网络的全部可行性，该系统可抵御量子计算攻击，并能够在真实环境条件下支持关键任务应用的 800 Gbps 数据速率。

在摩根大通未来应用研究与工程实验室 (FLARE) 和全球网络基础设施团队的领导下，来自三个组织的研究人员合作取得了以下显著成果：

● QKD 信道首次与超高带宽 800 Gbps 光信道在同一根光纤上复用，用于为数据流的加密提供密钥。

● 对于 70 公里光纤，量子通道与两个 800 Gbps 和八个 100 Gbps 通道共存，其密钥速率足以以 1 密钥/秒的密钥刷新率支持多达 258 个 AES-256 加密通道。

● 演示了 QKD 和 10 个高带宽信道的操作，距离可达 100 公里。

● 概念验证网络基础设施依赖于东芝欧洲在其剑桥英国基地制造的东芝多路复用 QKD 系统和 Ciena 的 Waveserver 5 平台，该平台配备 800 Gbps 光层加密和在 Ciena 6500 光子解决方案上运行的开放 API。这些测试是在摩根大通的光纤生产模拟实验室中进行的。

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https://finance.yahoo.com/news/jpmorgan-chase-toshiba-ciena-build-020000218.html

IonQ与 PNNL 合作展示了扩展量子制造的途径

IonQ和美国能源部太平洋西北国家实验室 (PNNL) 宣布，他们创新的公私合作伙伴关系为 IonQ 的下一代提供了可持续且强大的钡量子比特来源量子计算机。IonQ 与 PNNL 的合作建立在该公司与美国政府的现有合作伙伴关系之上。IonQ 认为，此次合作将为其量子计算机永久提供钡量子比特，这是该公司开始扩大其制造业务规模的关键一步。

此外，在两年的时间里，IonQ 和 PNNL 团队希望能够将钡源材料缩小到微观尺度。合作产生的钡量子比特已经将在IonQ新的量子计算机中使用，该计算机旨在比 IonQ 目前的商业系统更快、更强大、更容易连接。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/ionq-demonstrates-path-to-scale-quantum-manufacturing-in-partnership-with-pnnl/

Atom Computing、ColdQuanta宣布加入CUbit量子倡议

科罗拉多大学博尔德分校(CU Boulder)宣布其CUbit量子倡议迎来首批四个战略合作伙伴，包括中性原子量子计算公司Atom Computing和ColdQuanta，以及Meadowlark Optics 和 SPIE(国际光学和光子学学会)。

CUbit 创新合作伙伴计划是 CUbit 与量子密集型企业培养互利合作计划的关键组成部分。这些战略合作伙伴关系将扩大和加速 CU Boulder 的量子努力，包括通过提供与研究和培训相关的独特见解、合作开展劳动力发展计划以及为 CU Boulder 学生、博士后和研究人员提供现实世界的机会。

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https://www.prnewswire.com/news-releases/atom-computing-coldquanta-meadowlark-optics-and-spie-join-as-strategic-partners-with-university-led-cubit-quantum-initiative-301483748.html

Rigetti 和 Ampere 宣布合作开发云原生混合量子-经典计算机

Ampere Computing 和 Rigetti Computing 建立了战略合作伙伴关系，以创建混合量子经典计算机，旨在解锁新一代机器学习应用程序云端。Ampere® Altra® Max 处理器和 Rigetti 量子处理单元的优化有望为价值 160 亿美元的机器学习市场提供集成云平台。

两家公司预计将合作优化量子计算机模拟软件，以在Ampere Altra Max处理器上运行。量子计算机模拟器使开发人员能够通过在经典计算机上执行量子电路，然后在实际量子计算机上运行程序来研究和基准测试算法和应用程序。借助针对 Altra Max 优化的模拟器，预计 Rigetti 客户将能够以更低的成本构建和测试复杂度更高、性能更高的量子计算。

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https://www.globenewswire.com/news-release/2022/02/16/2386276/0/en/Rigetti-and-Ampere-Announce-Strategic-Partnership-to-Develop-Cloud-native-Hybrid-Quantum-Classical-Computers.html

西班牙电信的合作伙伴Qrypt开发了基于云的量子密钥系统

去年，西班牙电信表示正在与两家量子公司 Qrypt 和 Quside 合作，将新兴的量子安全技术集成到托管在其虚拟数据中心的自己的云服务中。

现在，Qrypt表示，它开发了一种基于量子的密钥系统，可在云中使用。其密钥生成方法允许企业在多个端点独立生成对称加密密钥。它提供了高速、大容量的量子密钥生成，由使用高质量量子熵源的算法提供支持。

Qrypt的首席技术官兼联合创始人Denis Mandich（如图）表示，这项技术的主要目标之一是使量子加密变得便宜、易于使用和可扩展——因此它成为大多数企业的实用选择。

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https://www.capacitymedia.com/articles/3830772/telef-nica-partner-has-cloud-based-quantum-key-system

英飞凌扩大对量子计算的承诺并参与六个新的研究项目

德国领先的半导体公司英飞凌正在扩大其在德国和欧洲发展量子计算技术的承诺，除了先前建立的计划和合作伙伴关系外，这家芯片制造商还参与了另外六个研究项目，这些项目作为德国联邦政府未来量子技术经济刺激计划的一部分获得资助。英飞凌将贡献其在微电子和工业制造方面的专业知识以及与未来量子计算机相关的应用经验。

研究项目的目标是克服使用量子技术的障碍。这里将建造演示器，集成电子控制，并开发用于使用量子计算机的软件。所有领域的挑战仍然很大：适用的量子计算的发展不仅仅涉及为计算提供更多更好的量子比特。它还要求采用一种整体方法，除硬件外，还要考虑外围设备、软件和应用程序。英飞凌正在贡献其在各个不同领域的扩展和制造经验，并将研究可能的应用案例。

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https://www.newswiretoday.com/news/177136/Infineon-Expands-Commitment-to-Quantum-Computing-and-Takes-Part-in-Six-New-Research-Projects/

英飞凌发布后量子加密芯片

英飞凌推出了一款使用 XMSS 签名的后量子密码 (PQC) 芯片，称为 OPTIGA TPM（可信平台模块）SLB 9672。这种机制可以抵消攻击者通过访问量子计算机而造成的固件损坏威胁，并通过启用抗量子固件升级路径来提高设备的长期生存能力。它还支持最新版本的 Windows 和 Linux。此外，该芯片拥有 -40°C 至 105°C 的扩展温度范围。英飞凌承诺 OPTIGA TPM SLB 9672 的长期可用性至少十年，并通过英飞凌安全合作伙伴网络 (ISPN) 提供量身定制的支持和维护。

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https://www.electronicsweekly.com/news/business/infineon-ic-addresses-post-quantum-security-2022-02/

AI+量子制药公司Aqemia宣布与杨森 (Janssen) 进行试点研究

利用人工智能和量子启发物理学的下一代制药技术公司 Aqemia 宣布，它已与杨森 (Janssen) 制药公司签订了一项试点研究协议。通过该协议，Aqemia 基于物理计算预测小分子对给定目标的效力的独特技术将应用于选定的杨森数据集。

该协议旨在就 Aqemia 技术的性能以及如何最好地将其应用于针对不同类型靶蛋白和疾病的药物发现项目达成共识。

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https://www.businesswire.com/news/home/20220214005042/en/Aqemia-Announces-Pilot-Study-with-Janssen-to-Utilize-Aqemia%E2%80%99s-Physics-driven-Drug-Discovery-Technology

NEC使用量子计算来改善 IT 维护设备交付

NEC公司表示，根据初步试验，量子技术可以将交付成本降低 30%。NEC 宣布已开始试验，涉及使用量子计算技术来改进 IT 设备维护服务商 NEC Fielding 交付维护部件的方式。该测试涉及利用其矢量退火服务并将其应用于选定的现场维护服务，以帮助制定维护零件的交付计划，使其符合客户工程师(CE)调度计划。

这家日本企业声称，通过与过去的零件交付数据相比的试算，使用量子技术可以将交付成本降低 30%，因为它可以减少交付车辆的数量并缩短行驶距离。NEC表示，两家公司将继续进行试验，希望能在下个财年推出该应用程序。

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https://www.zdnet.com/article/nec-taps-into-quantum-computing-to-improve-it-maintenance-equipment-delivery/

72000倍！日企利用量子计算技术加速探索半导体材料的最佳配方

最近，日本昭和电工株式会社展示了量子计算技术加速探索半导体材料最佳配方的能力，将探索时间从传统方法的几十年缩短到几十秒，实现加速7.2万倍。

昭和电工开发了一种人工智能模型，并在富士通公司的量子启发的数字退火机上运行，用于根据复杂的配方条件预测半导体材料的特性。通过这种方法，他们将探索时间缩短到几十秒，比传统人工智能方法所需时间快约7.2万倍。

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https://www.sdk.co.jp/english/news/2022/41713.html

Quantum eMotion任命高科技业务专家为其董事会成员

量子公司Quantum eMotion(QeM)任命 Tullio Panarello 为其董事会成员。Tullio 带来了丰富的专业知识，在过去 25 年中，他曾在电信、军事、半导体、太空和传感器行业的许多高科技公司担任多个高级领导职务。他的技术和市场知识扩展到激光、光学、半导体和基于量子的技术领域。

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https://www.newsfilecorp.com/release/113651

QCI将在普渡大学女工程师和科学家的量子编程研讨会上介绍QUBT U项目

量子计算公司(QCI)宣布将参与普渡大学女工程师和科学家的量子编程研讨会，将于2月25日星期五在普渡大学以线上和线下相结合的方式进行。微软、IonQ 和 QCI 以及普渡大学的教授和学生将参加会议。

QCI量子研究和应用科学家 Elif Tokar Erdemir将介绍“使用量子计算机解决优化问题”的主题，该会议将使用该公司QUBT U项目的课程，使与会者在无需量子专业知识的情况下能够实时解决四个量子优化问题。与会者只需登录 QCI 的旗舰产品 Qatalyst™ 并将他们的量子优化问题提交给 CPU 和 QPU。

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https://www.marketscreener.com/quote/stock/QUANTUM-COMPUTING-INC-120790471/news/QCI-to-Present-QUBT-U-for-Quantum-Computing-at-Quantum-Programming-Workshop-for-Purdue-Women-Enginee-39477924/

Sollensys的抗量子算法完成初步验证

量子计算机硬件能力的最新进展表明，量子计算对区块链完整性和安全可行性构成系统性威胁的格局正在迅速变化。目前量子计算所承诺的算法的防御和量子计算均尚未发展到高科技准备水平。但Sollensys公司宣布完成区块链验证算法的初步验证测试，该算法即使是最复杂的量子计算机也能抵抗攻击。

Sollensys公司首席执行官Don Beavers 表示Sollensys双区块链技术代表了行业领先的数据安全方法。此外，“抗量子”密码算法的开发已被确定为国家优先事项，Sollensys 打算成为该领域的领导者。

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https://www.morningstar.com/news/accesswire/688818msn/sollensys-corp-quantum-computing-threat-the-best-offense-is-an-even-better-defense

Qubitekk因基于量子的安全技术入围爱迪生奖

Qubitekk主要开发计算、通信和传感应用的量子技术。该公司率先推出了量子密码系统，该系统使用量子纠缠光子源来保护关键基础设施网络，例如电力或其他公用电网以及卫星间通信。

量子保护网络是一种由Qubitekk开发并在EPB(提供先进智能城市基础设施)进行现场测试的尖端网络安全技术，已被提名为 2022 年爱迪生奖的决赛选手。这个新的网络安全应用程序是 Qubitekk 和 EPB 与美国能源部、橡树岭国家实验室 (ORNL) 和洛斯阿拉莫斯国家实验室合作进行的先前研究和开发的延伸。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/qubitekk-named-finalist-for-edison-award-for-quantum-based-security-technology/

DeepMind开源量子化学 AI 模型 DM21

谷歌子公司DeepMind的研究人员开源了DM21，这是一种将电子密度映射到化学相互作用能的神经网络模型，它是量子力学模拟的关键组成部分。DM21在多个基准测试中优于传统模型，并可作为PySCF仿真框架的扩展。大多数使用中的近似在具有分数电子特性的系统中会遇到“病理错误”，由于手动设计泛函来处理此类情况已被证明是困难的，所以DeepMind团队使用机器学习解决了这个问题。

该模型基于多层感知器(MLP)架构，该架构将电子密度网格作为输入。在对三个基准数据集Bond-break Benchmark (BBB)、GMTKN55和QM9进行评估时，该模型优于四个“性能最佳”的现有实现。根据研究人员的说法，“DM21比最好的混合泛函更好，并且接近更昂贵的双混合泛函的性能。”

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https://www.infoq.com/news/2022/02/deepmind-quantum-chemistry/

国产量子编程语言Quingo上线中科创新院云平台

近日，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院(上海)量子计算云平台(以下简称“中科创新院云平台”)上新“青果”(Quingo)量子编程语言。该语言是由国防科技大学计算机学院QUANTA团队联合华东师范大学软件学院程序理论团队等国内外团队提出的。以该语言为基础，设计实现了首个全面的量子-经典异构编程框架，创新提出了高级量子编程语言层面的量子操作时序控制、量子运行时系统等一系列先进技术，受到国际同行高度认可，相关成果近日已正式发表。

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https://mp.weixin.qq.com/s/47-AgqT8U4Z1gvjpJ-k62A

中科院软件所全新量子计算编程软件isQ-Core发布

中科院软件研究所团队日前发布全新量子计算编程软件——isQ-Core，并成功部署至世界领先的超导量子硬件平台，标志国产量子计算软硬件结合迈出重要一步。isQ-Core由中科院软件研究所与北京中科弧光量子软件技术有限公司技术团队联合开发。

在各方团队的努力之下，围绕“祖冲之号”研究团队开发的量子芯片已经完成基础层和开发层的搭建，为量子计算的实际应用奠定了坚实基础。未来，isQ-Core将持续升级，增加完善更多功能，与我国量子计算硬件协同发展。该平台是目前国内硬件规模最大的量子计算云平台，由“祖冲之号”研究团队提供硬件支持，并将引入“祖冲之二号”(66量子比特)的计算能力。

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https://xhpfmapi.xinhuaxmt.com/vh512/share/10603245?channel=weixin

中国科大首次实现波导模式编码量子逻辑门

中科大郭光灿院士团队在光量子芯片研究中取得重要进展，国际首次实现了片上波导模式编码的两比特量子逻辑门操作。该成果为波导模式编码量子操作铺平了道路，也可用于片上多自由度光量子信息处理。该团队任希锋研究组与浙江大学光电科学与工程学院/现代光学仪器国家重点实验室戴道锌团队合作。

经典和量子信息应用都需要大幅提高光子芯片的信息处理和通信能力，从而满足日益增长的光通信和互联的需求。多模波导模式具有独特性质，如高维扩展性、紧凑性以及与其它自由度的任意相干转换等，这使得波导模式编码在集成光子学领域中有着广泛的前景。

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http://news.ustc.edu.cn/info/1055/78392.htm

科学家开发了一种新型量子存储器

加州理工学院的工程师开发了一种量子存储方法，为大规模光学量子网络的发展铺平了道路。新系统依赖于核自旋(原子核的角动量)作为自旋波集体振荡。这种集体振荡可以有效地将几个原子串起来以存储信息。

2月16日发表在《自然》杂志上的一篇论文描述了这项工作，它利用了一种由镱（Yb）离子制成的量子比特，镱是一种稀土元素，也用于激光器。该团队由应用物理和电气工程教授Andrei Faraon领导，将离子嵌入正钒酸钇（YVO4）的透明晶体中，并通过光场和微波场的组合操纵其量子态。然后，他们使用镱量子比特来控制晶体中多个周围钒原子的核自旋状态。

该系统的一个独特之处是，在晶格中，钒原子在镱量子比特周围预先确定了位置。测量的每个量子比特都有一个相同的寄存器，这意味着它将存储相同的信息。

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https://phys.org/news/2022-02-chaining-atoms-yields-quantum-storage.html

科学家通过纠错将量子态的寿命延长了三倍

最近，苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)改进了基于Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)码的量子纠错方案，从而将量子态的寿命延长了三倍。相关成果已经发表在《自然·物理学》杂志。

GKP码纠错方案于在2001年提出，但使用GKP码进行纠错的实验演示直到2020年才出现，而且可实现以的纠错程度有限。这是因为GKP码仅适用于无限能量的量子态，而在实验中自然涉及有限能量态。在该团队使用的平台上，量子信息被编码在单个俘获离子的机械振荡器运动中。这与 Home 团队开创的生成和控制 GKP 码的逻辑态的系统相同。基于此，研究人员设计并实施了一种针对有限能量态进行优化的新型测量方案。

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https://phys.org/news/2022-02-quantum-errors-tolerable.html

爱因斯坦的光电效应释放电子所需的时间：十亿分之一秒内

根据爱因斯坦的光电效应，一种材料在吸收光子后将释放电子，但尚不清楚电子在光子被吸收后释放的速度如何。而最近，一个国际研究团队借助法兰克福大学开发的 COLTRIMS 反应显微镜找到了问题的答案。释放电子所需的时间以闪电般的速度发生，即在几阿秒内（在十亿分之一秒内）。

根据量子物理定律，电子不仅具有粒子特性，而且具有波动特性，最终在探测器上以干涉图案的形式表现出来。这些测量不仅对物理学领域的基础研究很有意义。用于描述此类电子动力学的模型也与许多化学过程相关。例如，在这些化学过程中，电子并未完全释放，而是转移到邻近的分子并在那里引发进一步的反应。因此，未来此类实验也有助于更好地了解化学反应动力学。

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https://aktuelles.uni-frankfurt.de/englisch/einsteins-photoelectric-effect-the-time-it-takes-for-an-electron-to-be-released/

远程监控技术可能成为迈向太空量子技术的关键技术

由于量子装置的高灵敏度，稳定的环境是必不可少的。该团队开发了一种方法，通过使用远程监控技术来访问有关温度、压力、激光束和磁场等因素的信息，从而从远处监视他们的实验。团队成员可以在仪表盘上看到这些信息，因此可以在问题破坏或破坏实验之前对其进行处理。

在萨塞克斯大学工作的物理学家为量子设备和实验开发了监测和控制系统蓝图之后，在太空等具有挑战性的环境中运行量子技术已经向前迈出了重要一步。该研究对于操作量子设备和在太空、地下或天气条件不稳定的环境等难以接近和不可预测的环境中进行实验，以及人工智能 (AI) 和人类协作以及在线学习具有更广泛的意义。

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https://phys.org/news/2022-02-big-quantum-tech-space.html

科学家确定了一种二维材料可以在室温下存储量子信息

剑桥大学卡文迪什实验室的研究人员与澳大利亚悉尼大学的同事合作，确定了一种二维材料六方氮化硼，它可以在室温下从其结构中的原子级缺陷中发射单个光子。量子存储器是构建量子互联网时要解决的主要构建块，其中量子信息通过光子或光粒子安全地存储和发送。

这一发现最终可能支持由可在室温下运行的二维材料构建的可扩展量子网络。结果发表在《自然通讯》杂志上。未来的通信网络将使用单光子向世界各地发送信息，这将导致更安全的全球通信技术。为了使这样的网络成为可能，研究人员需要开发可靠的方法来生成单个、无法区分的光子作为跨量子网络的信息载体。

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https://phys.org/news/2022-02-two-dimensional-material-quantum-room-temperature.html

中国研究团队首次实现量子互文性无漏洞测试

近日，北京量子院助理研究员王鹏飞、张静宁和兼聘教授金奇奂联合清华大学、西班牙塞维利亚大学、南方科技大学等研究人员，首次在实验上实现了量子互文性的无漏洞检验。这项题为“Significant loophole-free test of Kochen-Specker contextuality using two species of atomic ions”的研究于2022年2月9日发表在《Science Advances》。金奇奂教授研究团队提出了一种利用复合系统进行无漏洞量子互文性测试的实验方法。实验结果实现了量子互文性不等式15个标准差的违背。

该研究结果除了对于基础研究意义重大外，还可以广泛地应用在量子信息的其他领域。比如很多量子体系因为尺寸不能实现类空间隔而无法进行Bell测试。该研究设计的方案没有类空间隔的要求，可以用于量子系统的真伪验证。比如用来检测 “量子计算机”是否是真正的量子计算机。此外还可以用作自验证的量子随机数发生器、盲量子计算等。

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https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.abk1660?af=R

新型显微镜能够检测被量子噪声隐藏的信号

橡树岭国家实验室的科学家们将量子纠缠光用于一种新型显微镜，能够检测通常被量子噪声隐藏的信号。激光通常用于观察显微镜中的物体。但即使是最好的激光也有“量子噪声”，会使图片模糊并隐藏细节，这会导致测量结果不如科学家需要的精确。科学家们通常使用称为原子力显微镜的设备来测量纳米级材料的特性。这种新方法降低了原子力显微镜的不确定性程度。

量子显微镜依赖于对光波的极其精细的控制。然而，它的灵敏度通常受到光损耗的限制。在这项研究中，科学家们用一种叫做“压缩光”的特殊类型的纠缠光来规避这个问题。在这种情况下，挤压意味着光束的强度在量子水平上相互关联。因此，降低了测量中的噪声，从而提供了更高的信噪比。

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https://www.newswise.com/doescience/squeezing-the-noise-out-of-microscopes-with-quantum-light/?article_id=765509

科学家将量子处理器用于光谱测量的改进

在最近发表在《自然·通讯》杂志上的一篇文章中，华沙大学的研究人员展示了一个量子处理器，并将其用于光谱测量的改进。光谱学有一个显著的限制，称为瑞利极限，它表明来自光的信息不能以无限的精度获得。光谱中的一些信号，称为谱线，可能非常相似，以至于传统的光学光谱仪无法区分它们。

他们的处理器基于冷原子云，可以有效地存储和处理来自光的信息。并且从单个光子中获得尽可能多的信息，因此测量变得非常有效。研究人员说，他们的设备和算法不仅能够更有效地从光中收集信息，而且还可以改善将信息“塞进”光中的过程。

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https://phys.org/news/2022-02-application-quantum-processor-spectroscopy.html

香港大学开发出一种用于测量纠缠熵的新算法

香港大学物理系研究团队开发出一种测量纠缠熵的新算法，推动对更全面的量子力学规律的探索，朝着量子材料应用的实际化迈进，量子材料在推动人类进步方面发挥着至关重要的作用。科技界一直在寻找更多具有特殊性能的新型量子材料。

研究团队开发了一种新的、更有效的蒙特卡罗技术量子算法，用这种算法来测量物体的Rényi纠缠熵。使用这个新工具，他们在量子临界点(DQCP)测量了 Rényi 纠缠熵，发现熵如何随系统大小而变化，与经典LGW类型相变的描述形成鲜明对比。

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https://phys.org/news/2022-02-algorithm-entanglement-entropy.html

上海交通大学张卫平团队实现激光干涉仪的量子超越

上海交通大学物理与天文学院及李政道研究所张卫平教授团队在量子精密测量研究方面取得重要进展，实现了激光干涉仪的量子超越。怎样突破激光干涉仪的SQL，一直是量子光学与量子计量学领域期待解决的一个重大科学问题。该团队利用其发展的量子关联干涉技术与激光干涉仪巧妙结合，构建一种新型嵌套式量子干涉仪，突破目前干涉技术极限，发展了相位高灵敏量子精密测量新方法。

该方法重要的创新在于既兼容了现有激光干涉仪的优点，又融合了光量子关联增强的量子优势，同时还具备对环境损耗的高度容忍，为开拓真正有应用价值的量子技术迈出了重要的一步。相关研究成果近日以「SU(2)-in-SU(1,1) Nested Interferometer for High Sensitivity, Loss-Tolerant Quantum Metrology」为题发表在《物理评论快报》上。

详情：https://www.physics.sjtu.edu.cn/node/3337

一项对未来的量子器件有影响的新技术：揭示复杂量子材料中的特性

宾夕法尼亚大学开发的一项对未来的量子器件有影响的新技术，使研究人员对一种名为Ta2NiSe5的激子绝缘体的特性有了新的认识。这项发表在《科学进展》上的研究由研究生Harshvardhan Jog进行，由Ritesh Agarwal教授与宾夕法尼亚大学的Eugene Mele和印度科学教育与研究所的Luminita Harnagea合作领导。

在这项研究中，Jog研究了Ta2NiSe5，这是一种具有强电子相关性的材料系统，使其对量子器件具有吸引力。强电子相关性意味着材料的原子结构与其电子特性以及电子之间发生的强相互作用有关。这项研究除了向外展示一种用于研究复杂晶体的新工具外，还提供了对材料类型的重要见解，这些材料可以提供两个关键特征，纠缠和宏观相干性，这对于未来的量子应用至关重要，包括医学诊断、低功率电子设备和传感器。

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https://penntoday.upenn.edu/news/uncovering-unexpected-properties-complex-quantum-material

费米实验室的研究发现了影响量子比特质量的杂质

在开发量子计算机和利用量子信息时，科学家需要全面了解构成超导量子比特或量子比特的材料，这是保存信息的量子计算机的核心组件。美国能源部费米国家加速器实验室的科学家，以及 Rigetti Computing 和美国国家标准与技术研究所等合作者，已经使用一种新技术来识别物理量子比特中可能限制量子信息寿命的杂质。

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https://news.fnal.gov/2022/02/new-sqms-study-uncovers-impurities-in-a-qubit/

一种解决奇点问题的新量子方法

意大利博洛尼亚大学的研究人员在Nuclear Physics B上发表的一篇新论文表明，将经典物理学中奇点的处理扩展到量子物理学可能有助于解决物理学分支之间的这种差异。

作者使用量子场论(QFT)的工具构建了一个数学对象，该对象可以以实验可测量的数量表示奇点的存在。这个物体，他们命名为“功能卷绕数”，在奇点存在时是非零的，在它们不存在时消失。这种方法表明，理论上预测的某些奇点不会影响原则上可以通过实验测量的量，因此仍然是无害的数学结构。

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https://scitechdaily.com/a-quantum-physics-approach-to-a-singularity-problem/

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