周报丨机构预测5年后量子计算市场近40亿美元；国产ARTIQ架构量子测控系统发布
光子盒研究院出品
预计到2027年，量子计算市场规模将达到39.074亿美元
根据Emergen Research的最新报告，预计到2027年，全球企业量子计算市场将达到39.074亿美元的市场规模，并实现稳定的收入增长率。
报告的主要亮点包括：
（1）硬件部门预计将在预测期内以47.5%的复合年增长率实现收入增长。这种高增长率可归因于量子比特在编程和管理量子比特方面的使用量不断增加；
（2）基于云的量子计算部门预计将在预测期内占据最大的市场份额。因为基于云的量子计算越来越多地用于新药发现、风险管理、供应链优化和金融交易；
（3）就对全球量子计算企业行业市场的收入贡献而言，由于量子计算模拟在电池生产和化合物鉴定中的应用日益增加，预计模拟领域将在预测期内处于领先地位。
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https://www.einnews.com/pr_news/566687835/quantum-computing-for-enterprise-market-is-booming-worldwide-google-llc-baidu-inc-rigetti-co-intel-corporation
启科量子发布首套国产ARTIQ架构量子计算测控系统
3月28日，启科量子宣布在离子阱量子计算机工程化研发上取得重大技术进展，发布了国内首套具有自主知识产权的ARTIQ架构量子测控系统(QuSoil)。
ARTIQ架构是目前全球最先进且使用最广泛的量子测控系统，也是目前唯一有望建立通用平台构架的体系。QuSoil的人机交互界面提供了图形用户界面、实验调度系统以及用于实验、设备、参数和结果的数据库，涉及的技术有Python、Migen、MiSoC/mor1kx、LLVM和Llvmlite。
由启科量子和中山大学联合攻关的QuSoil系统，可满足自身、高校、科研机构对量子计算的研发需求，标志着国内企业已经掌握了基于ARTIQ架构的量子测控核心知识产权，填补了国内ARTIQ测控系统的技术和产品空白。
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https://mp.weixin.qq.com/s/r3ZxJlrU9BzZpeahDNFJPg
波兰公司开发了一款量子益智游戏
波兰Quantum FlyTrap公司Piotr Migdal领导团队开发了一款基于浏览器的游戏：玩家必须使用纠缠、叠加和干涉等量子特性来解决光子难题。
这一在线量子实验可以模拟各种量子光学实验并设计新的实验。这对研究人员、教育工作者和学生都很有用。实验室包括许多预先设计的设置，用于实验：例如用于密码学的BB84量子密钥分发协议，量子芝诺效应和量子隐形传态。用户还可以保存自己的实验。
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https://stage.discovermagazine.com/the-sciences/can-you-beat-this-quantum-puzzle-game
韩国正大力发展量子密码通信
根据韩国信息通信技术规划与评估研究所的数据，2021年到2025年，韩国国内量子密码通信市场预计将从1363亿韩元(1.12亿美元)增长到1.4051万亿韩元(11.52亿美元)。
SK电讯计划下个月发布三星Galaxy M53，这是其第三款量子智能手机，预计将支持5G通信，成为世界上第一款采用量子随机数生成芯片组的智能手机；此外，SK电讯正在研究数据中心和企业之间专用线路的量子密码应用。
LG U+正在寻求在公共和私营部门扩展其后量子加密服务，有望增强安全行业和通信网络的安全性，公司为企业客户提供的第一个后量子加密服务计划于上半年推出。
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http://www.businesskorea.co.kr/news/articleView.html?idxno=89866
美国发布量子传感器国家战略
美国国家科学和技术委员会(NSTC)量子信息科学小组委员会(SCQIS)近日发布了名为《将量子传感器付诸实践》的报告，通过扩展量子信息科学(QIS)国家战略概述中的政策主题，增强了QIS国家战略。
产业界、学术界和政府部门和机构之间的合作可以促进必要的科学和工程，为此协调研发并促进量子传感器的有效应用，国家科学技术委员会量子信息科学小组委员会(SCQIS)应利用其机构间工作组，提出以下建议：
（1）领导QIST研发的机构应该加快开发新的量子传感方法，优先考虑与最终用户建立适当的伙伴关系，以提高新量子传感器的技术成熟度；
（2）使用传感器的机构应该进行可行性研究，并与QIST研发领导人共同测试量子原型系统，以确定有前途的技术，并专注于解决其机构任务的量子传感器；
（3）支持研发工程的机构应该开发广泛适用的组件和子系统，如紧凑可靠的激光器和集成光学器件，以促进量子技术的发展并扩大规模经济；
（4）各机构应该简化技术转让和收购的流程，以鼓励量子传感器技术的开发和早期采用。
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https://www.quantum.gov/wp-content/uploads/2022/03/BringingQuantumSensorstoFruition.pdf
广东十年“卓粤”计划重点聚焦量子科技等13个领域
广东省科学技术厅于3月牵头起草了《广东省基础与应用基础研究十年“卓粤”计划(公开征求意见稿)》，目前已完成了公开征求意见。
意见稿要求，到2025年，广东省基础科学研究新体系更加健全，管理体制机制更加优化，开放合作新格局更加完善，初步建成全国领先的基础科学研究高地。具体而言，广东省将立足国际前沿和战略必争领域，对接国家基础研究重大布局，围绕量子科技、脑科学与类脑、半导体器件和集成电路等13个重点领域中的核心科学问题开展研究，加快取得一批前瞻性、原创性重大科技成果。
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http://gdstc.gd.gov.cn/hdjl/yjzj_n/content/post_3886358.html
伯明翰大学牵头的量子传感项目获得50万英镑
伯明翰大学领导的国际量子技术传感器和定时应用网络项目(INSTA-QT)已获得50万英镑的EPSRC(英国工程与自然科学研究理事会)资金。
INSTA-QT已与包括安哥拉、德国和津巴布韦在内的12个国家的科学家合作，建立了全球线上讲习班，每个讲习班将专门针对以下全球挑战：零贫困、零饥饿、良好的健康和福祉、气候行动、清洁水和卫生设施以及可持续的城市和社区。该项目的所有参与中心都将共同努力，采取战略方法，将问题领域与解决方案相联系，其优势在于在广泛的地理范围内由大量专家共同合作。
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https://www.strath.ac.uk/whystrathclyde/news/2022/pursuingsustainabledevelopmentgoalswithquantumsensortechnology/
普林斯顿等离子体物理实验室加入布鲁克海文实验室的量子中心
美国能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)已加入布鲁克海文国家实验室领导的量子优势联合设计中心(C2QA)，这是DOE下属五个国家量子信息科学中心之一。
PPPL是第一个加入该中心附属计划的机构，该计划最近由C2QA发起，旨在与那些兴趣和重点有助于推进量子信息科学和技术创新的机构建立联系。C2QA是为支持《国家量子倡议法案》而建立的五个美国能源部量子信息科学研究中心之一，该法案旨在开发基于量子的计算、通信和传感应用的全部潜力，以造福国家安全、经济竞争力和科学发现的领导地位。
“PPPL将专注于量子级金刚石等离子体辅助合成和掺杂，”低温等离子体表面相互作用实验室副主任、普林斯顿化学和生物工程系教授David Graves说。“我们将把这些努力与C2QA在量子表征，材料光谱学和量子信息科学方面的专业知识结合起来，预计这种合作将最终提高用于量子应用的等离子体生长金刚石衬底的纯度和质量。”
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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/princeton-plasma-physics-lab-joins-brookhaven-labs-quantum-center/
台湾南部将建设先进量子技术与绿色能源研究中心
蔡英文宣布，正在推动中国台湾南部的研究能力和产业转型，努力建设量子技术和绿色能源中心。
2020年，台湾“中央研究院”南区(ASSC)启动建设，目前已经拥有11个农业生物技术实验室；关于环境变化、量子技术等关键领域的台湾顶级研究团队预计将在2026年实现搬迁到ASSC。扩大后的ASSC将与沙仑智慧绿能科学城、台湾南部科学园一起加速台湾南部的产业转型。
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https://opengovasia.com/quantum-technology-and-green-energy-research-hub-in-south-taiwan-advanced/
德州农工大学教授获得2022年查尔斯·哈德·汤斯奖章
德州农工大学生物与农业工程系教授Girish Agarwal被选为2022年查尔斯·哈德·汤斯奖章的获得者。
Girish Agarwal理论量子光学的发现而受到表彰，特别是真空诱导的相干性，光子添加的相干状态，通过工程设计许多相互作用的量子比特的非经典猫态，以及光力学系统中的透明度。Agarwal在量子物理学方面的工作已经得到了美国国家科学基金会、美国空军科学研究办公室和韦尔奇基金会的支持。在生物和农业工程系内，Agarwal一直专注于生物光子学——研究自然发生的生物系统和生物工程材料中的光学过程，以及与该领域相关的成像和传感工具。
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https://theeagle.com/brazos_life/texas-a-m-quantum-physics-professor-named-townes-medal-winner/article_6f2a2ece-ad3c-11ec-8ee7-dba8e3724243.html
Quantum Machines(QM)宣布收购QDevil
第一个通用量子计算云基础设施的提供商Quantum Machines(QM)宣布收购丹麦量子计算领导者QDevil。
自2018年成立以来，QM已成为公司和研究中心的量子计算控制和操作系统的领先提供商：发布了量子计算机的第一个标准通用语言QUA、量子编排平台(QOP)以及最新的脉冲处理单元。而被收购的QDevil成立于2016年，总部位于丹麦哥本哈根，专注于开发和制造辅助电子设备和专用组件。QDevil行业领先的产品和独特的专业知识的加入，从硬件和软件的角度补充了QM实现全栈编排平台的目标，并加强了QM作为全球领先的量子控制技术提供商的地位，提供从门级到量子比特的全面控制解决方案。
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https://mp.weixin.qq.com/s/E1QgSocLUdqrOwIvJE6u3A
富士通开发了世界最快量子模拟器
富士通宣布成功开发了世界上最快的量子计算机模拟器，能够在一个集群系统上处理36个量子比特的量子电路，该集群系统采用富士通的“富士通超级计算机PRIMEHPC FX 700”，它配备了与世界上最快的超级计算机“富岳”相同的A64FX CPU。
新开发的量子模拟器可以高速并行执行量子模拟器软件“Qulacs”，在36个量子比特的量子操作中，其性能大约是其他重要量子模拟器的两倍。富士通新的量子模拟器将成为量子计算应用开发的重要桥梁，这些应用预计将在未来几年投入实际使用。
展望未来，富士通将加快开发量子计算机的努力，目标是到2022年9月开发出40量子比特的模拟器，并与客户在金融和药物发现等领域进行量子应用的联合研发。
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https://www.fujitsu.com/global/about/resources/news/press-releases/2022/0330-01.html
Terra Quantum将首轮融资扩大至7500万美元
3月31日，瑞士量子技术公司Terra Quantum AG宣布，它已将其A轮融资增加至7500万美元，其研究为纳米电子设备的高效功率器件的长期挑战提供了一个突破性的解决方案。
Terra Quantum称其是第一家揭示铁电体负电容潜在机制的公司，同时也分享了其实际实现的方法。这是硬件设计的一个巨大里程碑，为下一代技术奠定了基础。
Terra Quantum的A轮融资是量子技术领域的最大规模的融资之一，该轮融资的延期使融资总额达到7500万美元。这笔资金将用于提升公司在数据加密和网络安全方面的服务。
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https://www.businesswire.com/news/home/20220331005472/en/
汇丰银行与IBM合作，为量子计算做准备
汇丰银行和IBM宣布将共同探索量子计算在金融服务中的应用。这项为期三年的新合作旨在加强汇丰银行在量子计算方面的专业知识，并确保充分利用该技术。
作为协议的一部分，汇丰银行将加入IBM量子加速器计划，使其能够访问127量子比特处理器Eagle、IBM的量子专业知识，以探索使用量子计算进行定价和投资组合优化，并降低风险，包括识别和解决欺诈活动。该银行将通过内部培训提高量子技术同事的技能，并积极招募量子计算研究科学家。
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https://newsroom.ibm.com/2022-03-29-HSBC-Working-with-IBM-to-Accelerate-Quantum-Computing-Readiness
Multiverse Computing去年提交了22项专利申请
专注于金融领域的量子计算软件公司Multiverse Computing宣布在2021年提交了22项研究工作专利。
其中11项专利在美国申请，其余在欧洲申请；专利内容涵盖混合算法到特定于硬件的优化方法等等。Multiverse Computing首席执行官Enrique Lizaso表示：“我为我们团队在该领域的技术领先地位感到非常自豪，我们的专利数量证明了这一点。这些专利不仅仅是保护我们发明的一种方式，它们还鼓励合作，并在该领域实现进一步创新。我们预计在未来几年内申请的专利数量将更多。”
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https://www.crowdfundinsider.com/2022/03/189109-multiverse-computing-filed-22-patent-applications-last-year-accelerating-use-cases-for-quantum-tech/
Q-CTRL与保罗·谢勒研究所合作支持量子计算机的升级
悉尼量子计算公司Q-CTRL宣布与主要由瑞士政府资助的保罗·谢勒研究所(PSI)建立了合作伙伴关系，以扩大量子计算并寻求联合融资机会。
PSI研究所是瑞士最大的自然和工程科学研究所。2022年1月，Q-CTRL通过其小企业创新研究计划从美国政府获得了23万美元，将通过PSI合作伙伴关共同开发量子计算的自动化软件。
Q-CTRL首席执行官兼创始人Michael Biercuk教授表示：“Q-CTRL专注于解决大规模量子计算中的自动化和性能挑战，这与PSI量子计算中心的使命完全一致。我们很荣幸能与PSI的杰出工程师和研究人员合作，将他们的系统工程能力与基础设施软件相结合，真正推动研究领域向前发展。”
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https://www.innovationaus.com/q-ctrl-partners-with-swiss-quantum-research-institute/
韩国电信和东芝对混合量子密码通信进行质量评估
韩国电信(KT)将与其日本东芝合作，在首尔和釜山之间的长途测试网络上，使用来自不同制造商的设备进行混合量子密码通信的质量评估。
KT和东芝数字解决方案公司将从2022年第二季度开始运营为期两年的开放式QKDaaS(量子密钥分发即服务)测试，以扩大国内外的量子产业生态系统。
该测试平台在首尔和大田之间的一个区域运行，以支持量子密码通信技术的评估和下一代应用服务的开发。KT表示，该测试平台将使国内外量子密码通信公司之间的技术合作成为可能，为设备制造商提供更好的测试环境，并提高国内技术的竞争力。
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https://www.ajudaily.com/view/20220328105424271
日本量子计算机软件初创公司QunaSys融资1000万美元
日本量子计算软件公司QunaSys宣布，在JIC Venture Growth Investments(VGI)领投的B轮融资中筹集了1000万美元；同时，QunaSys宣布已与瑞翁株式会社(Zeon Corporation)、富士通有限公司和HPC Sytems Inc.达成协议，进行资本合作和商业联盟。
QunaSys是世界领先的化学创新算法开发商之一，专注于加速量子技术适用性的发展。2020年7月，QunaSys成立了QPARC——一个研究量子计算机适用性的日本联盟，旨在探索不同的量子计算用例；2021年10月，QunaSys推出了Qamuy™——有史以来最强大的量子化学计算云平台之一。
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https://www.prnewswire.com/news-releases/qunasys-raises-10m-in-its-series-b-funding-led-by-vgi-to-expand-overseas-markets-further-as-a-japan-based-quantum-computer-software-startup-301509556.html
Riverlane牵头的财团获得680万英镑，用于通过自动校准的“Deltaflow Control”系统进行纠错
量子计算公司Riverlane领导的一个英国财团获得了Innovate UK(创新英国)资助的680万英镑，构建一个能够在不同类型的量子硬件上同时控制数百个量子比特的系统——Deltaflow Control。
这个耗资680万英镑的项目将应用机器学习技术来寻找快速、自动化和可扩展的方法来校准量子计算机。人工智能专家Mind Foundry将应用机器学习技术来找到校准量子比特的最佳方法。自动校准将实现更快、更可预测的测量。用户可以专注于运行有用的实验，并从量子比特中获得更多能力，而不是花费时间和精力来设置量子比特并防止它们崩溃。
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https://www.riverlane.com/news/2022/03/riverlane-leads-uk-consortium-to-build-auto-calibrated-quantum-control-system-deltaflow-control/
Pixel Photonics种子轮融资145万欧元
德国明斯特大学物理系在2020年创办了Pixel Photonics，近日，该公司从德国风险投资基金High-Tech Gründerfonds(HTGF)、法国量子领域的风险投资基金Quantonation领投的种子轮融资中筹集了145万欧元。
Pixel Photonics开发了高度可扩展的集成光学单光子探测器，可以扩展量子计算、QKD和成像等解决方案。Pixel Photonics首席执行官兼联合创始人Nicolai Walter表示：“种子轮资金为我们提供了急需的资金，以扩大我们的团队，并缩短我们在快速发展的单光子探测器市场中的上市时间。”
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https://thequantuminsider.com/2022/03/29/pixel-photonics-raises-1-45-million-euros-in-seed-round-backers-include-quantonation/
DARPA为Zapata Computing提供数百万美元资助
领先的量子解决方案企业软件公司Zapata Computing宣布，该公司与多个学术、技术合作伙伴一起获得了美国国防高级研究计划局(DARPA)的量子基准测试奖。
这项为期数年、耗资数百万美元的奖项将帮助资助创建软件工具，以便为量子计算机进行特定于硬件的资源估算。这项工作背后的合作伙伴代表了业内一些最受尊敬和最具前瞻性的量子计算思想者，协作团队包括：阿尔托大学、IonQ、悉尼科技大学、德克萨斯大学达拉斯分校。
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https://www.zapatacomputing.com/news/zapata-darpa-award/
Quantinuum更新量子自然语言处理工具包lambeq
近日，Quantinuum的量子自然语言处理团队发布了对其开源Python库和工具包lambeq的重大更新。
lambeq将自然语言句子转换为量子电路，并在量子计算机上实现。新版本专为不断增长的精通量子自然语言处理(QNLP)和自然语言处理(NLP)的研究人员、开发人员和用户社区而设计。预计未来五年，自然语言处理市场将以每年27%的速度增长。该更新将支持QNLP的增长和潜在的未来应用，如自动对话、文本挖掘、语言翻译、文本到语音转换、语言生成和生物信息学。
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https://thequantuminsider.com/2022/03/29/quantinuum-announces-updates-to-quantum-natural-language-processing-toolkit-lambeq-enhancing-accessibility/
QSimulate推出QSP材料平台，实现量子模拟工作流程的自动化
Quantum Simulation Technologies, Inc. (QSimulate)宣布推出旗下QSimulate材料平台——QSP Materials，使先进的量子力学模拟民主化，并用于材料和特种化学行业的研发。
QSP Materials作为SaaS平台交付，专门设计用于满足材料、特种化学品行业研发部门的复杂需求。QSimulate致力于为这些行业提供下一代量子模拟技术，通过工作流程自动化提高效率并减少日常任务。
“QSimulate使量子力学模拟民主化，使实验人员能够自动化复杂的工作流程，而无需传统方法所需的专业化。”JSR材料信息学计划副总经理Yu-ya Ohnishi说。“QSimulate更快、更一致，并且与传统的量子力学研发方法相比，运行成本优势很大。”
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https://www.prweb.com/releases/2022/3/prweb18575033.htm
IQT将举办第一个完全致力于量子企业的会议和展览
量子技术市场研究机构Inside Quantum Technology(IQT)和3DPrint.com的母公司3DR HOLDINGS宣布了其完全致力于量子计算的一系列会议和展览的最新活动：IQT-San Diego将于5月10日至12日在南加州圣迭戈会议中心举行。
IQT-San Diego将有90多位演讲者，34场会议，涵盖量子企业的九个垂直方面：航空航天、汽车、国家安全、企业等。活动具体要点包括：
（1）一个高素质的面对面/在线主题演讲和小组讨论计划，提供来自快速发展的量子企业的最新信息和分析。在为期三天的活动中，90多位杰出的演讲者将就量子收入的来源提供内部人士的观点。
（2）一个面对面/在线的展厅，量子企业领域的领先硬件、软件和服务公司能够向与会者展示他们的产品和战略。IBM Quantum是IQT-San Diego的主要赞助商。预计将有20多家参展商和赞助商参展，包括AWS、IDQ、东芝、McAndrews、Agnostiq和ColdQuanta。
（3）量子企业公司有机会通过赞助整个会议或垂直主题会议，在潜在客户面前推出他们的产品和服务。
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https://www.businesswire.com/news/home/20220331005701/en/
量子计算公司IonQ公布2021财年财报
3月29日，离子阱量子计算公司IonQ(纽约证券交易所代码：IONQ)公布了截至2021年12月31日的第四季度和全年财务业绩，并总结了2021年的业务亮点。
IonQ全年实现营收210万美元，比在第三季度电话会议预测的160万美元高出31%，因为仅四季度就有164.8万美元的营收。净亏损为1.062亿美元，调整后息税折旧摊销前利润(EBITDA)亏损为2830万美元。
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https://mp.weixin.qq.com/s/WejslRHOHJTSfufUyakv6g
IonQ被《时代》杂志评为100家最具影响力的公司之一
近日，IonQ入选《时代》杂志年度TIME100最具影响力公司名单。
IonQ入选TIME100是该公司在业务和技术突破方面取得重大进展的一年中的最新成就。2021年，IonQ推出了基于标准应用导向的行业基准的、全球最强大的量子计算机IonQ Aria；发现了一个新的量子门系列，可以加速量子算法，只能在IonQ和杜克大学的系统上进行；成为第一家使用钡离子作为量子比特的公司，以进一步实现先进的量子计算架构；并与太平洋西北国家实验室(PNNL)建立了公私制造合作伙伴关系，以生产钡量子比特。IonQ也是唯一一家拥有所有三大云提供商都可以访问计算机的量子硬件公司，其计算机正被用于解决从财务建模到电动汽车电池化学和风险管理等问题。
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https://www.businesswire.com/news/home/20220330005526/en/
三星量子加密手机Galaxy A Quantum支持安卓12更新
三星宣布Galaxy A Quantum支持安卓操作系统更新。Galaxy A Quantum的安卓12更新附带固件版本A716SKSU4DVC2。该更新已经在韩国推出，包括2022年3月的安全补丁，该补丁修复了50多个隐私漏洞。新的更新带来了安卓12以及数十项新功能，包括新的UI设计、更好的小部件样式、更厚的滑块、改进的AoD和深色模式、改进的库存应用程序以及用于锁定屏幕和主屏幕的更多小部件。
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https://www.sammobile.com/news/galaxy-a-quantum-android-12-update-released/amp/
THINKQUANTUM和fragtriX建立合作伙伴关系
量子安全解决方案提供商ThinkQuantum和fragantiX Storage Solutions正在合作提供具有最高安全级别的量子安全存储解决方案。
ThinkQuantum的联合创始人兼首席执行官Simone Capeleto表示：“fragmentiX和我们的QKD系统共同代表了寻求面向未来的网络安全解决方案的现有和未来客户的理想产品。一家意大利和奥地利中小企业之间的合作清楚地表明，欧洲拥有必要的技术专长和企业家精神，可以为欧盟所有相关行业开发和生产高安全性解决方案。”
ThinkQuantum Srl是帕多瓦大学衍生出来的创新型初创企业，为基于量子技术的网络安全和通信系统提供完整的解决方案；fragmentiX Storage Solutions GmbH是世界领先的秘密共享存储设备开发商和制造商，该技术是与奥地利理工学院(AIT)密切合作开发的，fragmentiX提供的信息理论安全(ITS)是开始保护数据免受未来量子计算机侵入的极少数方法之一。
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https://www.prnewswire.com/news-releases/partnership-between-thinkquantum-and-fragmentix-301513627.html
物理学家制造了“高温”硅自旋量子比特
瑞士巴塞尔大学和苏黎世IBM研究实验室展示了“鳍式场效应晶体管”(FinFET)可以承载运行在4K左右的自旋量子比特。
研究人员实现了对空穴自旋的快速电控制，驱动频率高达150MHz，单量子比特门保真度处于容错阈值，Rabi振荡品质因子大于87。利用FinFET架构等成熟技术构建量子计算机，有可能扩展到非常大数量的量子比特。
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https://mp.weixin.qq.com/s/fe6NR_7NSCmeJxyNL_T7eg
IBM提出量子增强型马尔可夫链蒙特卡洛算法
IBM Quantum研究人员提出了一种量子算法，用于从复杂分布中采样，并应用该算法对经典伊辛模型的玻尔兹曼分布执行马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)迭代采样。
从玻尔兹曼概率采样的一个问题是，当耦合和场具有不同的符号并且不遵循任何特定模式，且温度趋于零时，采样量可以最小化具有指定能量的自旋配置；为了解决这个问题，在新论文《量子增强马尔可夫链蒙特卡洛》中，IBM Quantum的研究人员介绍并实验展示了一种量子增强MCMC算法，并适用于当前的超导量子处理器。
结果表明，所得到的马尔可夫链保证收敛到所需的玻尔兹曼分布，即使它们可能无法有效地模拟经典分布。此外，所提出的算法使用相对简单和浅的量子电路，尽管存在一些实验缺陷，但仍可在当前硬件上实现量子加速。
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https://syncedreview.com/2022/03/28/ibms-quantum-enhanced-markov-chain-monte-carlo-algorithm-facilitates-complicated-probability-distribution-sampling/
随机电路的量子复杂度随时间线性增加
柏林物理学家Jonas Haferkamp、Philippe Faist、Naga Kothakonda、Jens Eisert和Nicole Yunger Halpern已经成功地证明了一个对复杂量子多体系统有重大影响的猜想。
复杂的量子多体系统可以通过量子比特电路重建。然而，问题是需要多少个基本操作来准备所需的状态？研究小组已经证明，随机电路的量子复杂性确实随时间线性增加，直到它在与系统大小呈指数级的时间点饱和。这种随机电路是多体系统动力学的强大模型。
证明猜想的困难在于，很难排除存在“捷径”——即复杂性远低于预期的随机电路。“我们的证明是几何学和量子信息理论方法的惊人组合。这种新方法可以解决绝大多数系统的猜想，而不必解决众所周知的单个状态的难题。”Haferkamp表示。
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https://www.eurekalert.org/news-releases/947920
科学家以规则排列生长量子点
波鸿鲁尔大学(RUB)、慕尼黑工业大学(TUM)、哥本哈根大学、巴塞尔大学团队合作，改进了晶圆(量子点在晶圆上生成)的制造工艺，朝着具有大量量子点的适用组件迈出重要一步。
量子点是半导体中狭小的区域，例如，可以限制单个电子。这可以从外部操纵，例如用光，这样信息就可以存储在量子点中。在一些初步实验中，团队已经试图影响晶圆上量子点的增长：用聚焦离子在单个点上照射晶圆，从而在半导体晶格中产生缺陷；这些缺陷就像凝聚原子核一样，引发了量子点的生长。然而，一些晶圆矩形包含许多量子点，而另一些则包含很少的量子点。而且，更高分辨率的测量表明量子点的密度是同心分布的，这受到涂层工艺的影响。研究人员优化了涂层工艺，因而产生了更高质量的量子点。
详情：
https://www.eurekalert.org/news-releases/947869
中国科大首次实现芯片集成的冷原子磁光阱系统
中国科大郭光灿院士团队与卢征天教授合作，在芯片化冷原子系统上取得新进展：该团队邹长铃课题组将独立设计的磁场芯片与光栅芯片结合，实现了基于双芯片的冷原子磁光阱系统。相关成果以“Planar-integrated magneto-optical trap”为题3月10日在线发表于国际学术期刊《Physical Review Applied》上。
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https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.17.034031
中国科大实验验证多体系统中量子态可被同时导引的特性
中国科大郭光灿院士团队近期在量子信息基础研究中取得重要进展：该团队李传锋、许金时、孙凯等人对多体量子导引的关系结构进行了实验研究，首次观测到多体量子导引的非单配性共享关系，即其中一方的量子态可以被另外两方同时导引。这项研究成果于3月24日发表在国际知名物理学期刊《物理评论快报》上。
这项成果展示了量子导引在多体系统中丰富的关系结构，加深了对量子导引物理概念的理解，对量子信息基础研究具有重要意义。同时该工作为基于量子导引单配性的信息协议提供了全面的分析视角，在多用户量子通信、量子网络的搭建、多体纠缠检测中都具有重要的应用前景。
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https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.128.120402
科学家开发了一种超薄光电阴极，其产生电子的效率是同类设备的十倍
美国康奈尔大学的Christopher Parzyck和Alice Galdi团队开发了一种超薄光阴极，其产生电子的效率比同类设备高出十倍。
当光子撞击光阴极材料的表面时，它可以在光电效应中移走电子；然后，电子被收集并聚焦成光束，以用于各种技术。为了创造更强烈和更高质量的电子束，研究人员正试图提高光阴极的效率、缩小发射电子在动量中的扩散、减少发射发生所需的时间。为了制造光滑、无缺陷的光阴极，Parzyck和Galdi的团队使用分子束外延来制造锑化锑的超薄薄膜：铯和锑的超纯库存首先升华，在高真空中冷凝到单晶碳化硅衬底上。沉积一次发生一个原子层，并导致薄膜薄至4nm。然后，研究人员使用各种技术分析了光阴极的结构和性能，包括高能电子衍射、X射线、紫外线和角度分辨光发射光谱的组合。这使得该团队能够表征薄膜的晶体结构以及发射的光电子的能量、动量和偏振。
通过这种分析，研究小组发现，当将绿色可见光转化为电子时，4nm薄膜的量子效率超过2%。这意味着表面吸收的光子中有2%导致电子发射；光发射过程只需10 fs即可发生，这比其他光阴极快一个数量级。
详情：
https://ancientcodex.com/ultrathin-film-delivers-photoelectrons-at-high-quantum-efficiency-physics-world/
科学家实现了环境对量子系统影响的精确模拟
德国拜罗伊特大学的物理学家与英国爱丁堡大学和圣安德鲁斯大学合作，开发了一种新的算法来模拟和计算量子系统的影响。
新的算法名为环境自动压缩(ACE)。在量子系统模拟方面取得了突破：因为对于量子系统的高科技应用来说，能够真实地模拟环境影响具有极高的相关性。新算法的特点是高度的灵活性：它能够在微观层面上一起描述几种不同的环境效应，并且完全以数字方式进行描述，而不必诉诸于多粒子模型模拟中常见的模型近似值。新算法还克服了以前模拟和计算外部影响量子系统的方法所面临的许多限制。
ACE可实现几乎无限的应用范围：它可以同样应用于玻色子、费米子或自旋环境、高斯和非高斯环境、线性和非线性环境以及对角线和非对角线环境等影响。
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https://phys.org/news/2022-03-exact-simulations-environmental-quantum.amp
量子物理为光电子学设定了速度限制
奥地利维也纳技术大学、格拉茨技术大学和德国马克斯-普朗克研究所探索到能够在半导体材料中产生电流的量子力学过程速度极限——即使材料以激光脉冲形式激发，速度也绝对不能增加到超过1000太赫兹(100万千兆赫兹)。
该实验导致了一个经常发生在量子物理学中的不确定性困境：为了提高速度，需要极短的紫外激光脉冲，以便快速产生自由电荷载流子。然而，使用极短的脉冲意味着传递给电子的能量没有被精确定义。
电子可以吸收非常不同的能量，“我们可以准确地知道自由充电载体是在哪个时间点创建的，但不能知道它们处于哪种能量状态，”研究人员表示，“根据它们携带的能量，电子对电场的反应完全不同。如果它们的确切能量未知，则不再可能精确控制它们，并且产生的电流信号会失真。事实证明，大约一千太赫兹是受控光电过程的上限。”
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https://phys.org/news/2022-03-quantum-physics-limit-electronics.html
质子内部表现出最大的量子纠缠——可能与黑洞有共同的物理特性
来自墨西哥和波兰的科学家共同证明了质子内部的片段表现出最大的量子纠缠。
墨西哥-波兰理论物理学家分析了电子向质子发射的情况。当携带负电荷的入射电子接近带正电的质子时，它会与质子进行电磁相互作用并偏转其路径，电磁相互作用意味着光子在电子和质子之间交换。这一理论模型的成功是由于研究人员设法识别导致质子内部最大纠缠的因素，量子物理学家也一直在将熵与质子内部的状态联系起来。墨西哥-波兰模型与实验的一致性是提出质子内部纠缠熵概念的有力论据，由于纠缠熵也与黑洞表面积等概念有关，因此也为进一步研究开辟了新的领域。
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https://scitechdaily.com/interior-of-protons-exhibit-maximum-quantum-entanglement-may-share-common-physics-with-black-holes/
北京量子院拓扑量子计算团队在基于纳米线的马约拉纳系统的研究中取得系列进展
最近，北京量子信息科学研究院（简称“北京量子院”）拓扑量子计算团队与共建单位相关科研人员合作，在新的马约拉纳纳米线材料体系的探索和马约拉纳零能模的甄别方面取得了一系列研究进展。
一是探索了有望实现马约拉纳零能模的一种IV-VI族半导体材料——碲化铅（PbTe），有望从根本上解决纳米线器件中的杂质与无序这一研究瓶颈；二是在实验上，经过两年多探索初步发展出碲化铅-铅（PbTe-Pb）复合纳米线平面量子器件的分子束直接生长技术，为拓扑量子计算器件和线路的构建奠定了基础；三是参与构建了一种甄别安德列夫束缚态的新方法，有助于实现未来对马约拉纳零能模的实验验证，解决马约拉纳零能模存在与否的争议。系列研究成果分别发表于Physical Review Letters 、Physical Review B、Physical Review Materials等国际物理期刊上。
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https://mp.weixin.qq.com/s/oqueyNlA_-bXzIh0p2nH-A
外磁场引起Kagome磁铁中电子狄拉克能带结构的变化
波士顿学院物理学家及其同事的团队使用量子材料——“Kagome磁铁”，直接测量了新型材料中的单个电子量子态如何通过以不寻常的方式改变能量来响应外部磁场。
该团队与中国人民大学的科学家合作，首次实验证明了电子能带结构如何在新材料中发生变化的理论预测：当磁场施加到材料上时，电子能带结构(固体中电子可以占据的量子态的集合)以不寻常的方式变化。Kagome磁铁含有狄拉克费米子——它们是准粒子，特征是零质量，并类似于相对论性粒子的电子能带结构中的线性能量(动量色散)。
研究团队发现，与狄拉克费米子相关的量子态对磁场反应强烈，无论磁场的方向如何，都会向更高的能量转移；相反，Kagome磁铁材料中的狄拉克费米子在零场下具有有限的质量。为什么会发生这种情况，将是需要进一步探索的问题。
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https://www.eurekalert.org/news-releases/947885
韩国科学家利用光设计固体中的量子态
由浦项科技大学(POSTECH)物理系Gil-Ho Lee教授和Gil Young Cho领导的研究团队开发了一个可以详细研究Floquet状态的平台：可以用光控制固体材料的性质并对其进行测量。
材料的电性能由材料中电子的运动决定。例如，如果电子可以自由移动，则材料被定义为金属；否则，它是绝缘体。相比之下，物体处于Floquet状态时，当光照射在物质上时，原始量子态被复制，物质的量子态可以很容易地用光来操纵，这可以有效地用于量子系统。
该团队成功地在石墨烯约瑟夫森结中实验实现了稳定的Floquet状态，并照射了连续的微波。光的强度已经降低到以前实验值的万亿分之一，显着减少了热量的产生，并实现了持续持久的Floquet状态。
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https://phys.org/news/2022-03-quantum-states-solids.html
钙钛矿在室温下表现出宏观量子相变
北卡罗来纳州立大学的物理学教授Kenan Gundogdu带领团队在室温下观察到了混合钙钛矿中的超荧光。
在室温下表现出超荧光的半导体钙钛矿是由于内置的热“减震器”来保护材料内的偶极子免受热干扰，北卡罗来纳州立大学团队该团队分析了常见的卤化铅杂化钙钛矿的结构和光学性质，并探索了这种宏观量子相变所涉及的机制。团队注意到这些材料中极化子(结合晶格运动和电子组成的准粒子)的形成：晶格运动是指一组集体振荡的原子，当电子与这些振荡原子结合时，就会形成极化子。
分析表明，大极化子的形成会产生一种热振动噪声滤波器机制，即“隔振的量子模拟”(QAVI)。QAVI是存在于某些材料中的固有性质，例如杂化钙钛矿；了解这种机制的工作原理可能会推动量子器件在室温下运行。
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https://getfitwinnipeg.com/science-health/quantum-shock-absorbers-allow-perovskite-to-exhibit-superfluorescence-at-room-temperature/