周报丨430亿欧元《欧洲芯片法案》将纳入量子计算；七国集团合作部署抗量子密码

光子盒研究院出品

欧盟专家呼吁在芯片法案中关注量子计算

6月28日，在布鲁塞尔举行的欧洲创新区峰会上讨论了有关量子技术与即将出台的芯片法案之间的联系。各专家敦促，升级和投资量子计算应纳入《欧洲芯片法案》。该法案计划投入430亿欧元。

在会议上，欧盟会议议员和欧洲工业、研究和能源委员会成员Tom Berendsen表示，欧盟应该投资于下一代技术，例如量子计算。《芯片法案》旨在使欧盟在半导体供应链中具有竞争力，但其主要驱动力是“战略自主”。与美国或亚洲相比，欧盟的各成员国之间的合作将是实现这一目标的“重要资产”。

专家们一致认为，为了实现欧盟在量子计算方面处于领先地位，需要进一步研究和扩大生产规模，通过《芯片法案》增加投资和试点生产线对于实现这一目标至关重要。虽然对于量子计算，升级和噪声控制可以通过代工厂来实现，但量子通信和量子传感的成本、大规模部署和市场采用可以通过试产线来弥补。尽管《欧盟芯片法案》非常关注创新和能力建设，但专家们也强调，不应将现有的基础设施抛在后面，首先，应先解决能力建设问题，然后再增加能力。

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为应对中国挑战，美国将加强与G7在抗量子密码等领域的合作

七国（美国、英国、法国、德国、日本、意大利、加拿大）集团（G7）领导人会议于6月26日至28日在德国埃尔毛举行，阿根廷、印度、印度尼西亚、塞内加尔和南非以及乌克兰的领导人与会。在会后的G7联合公报上，表示中国和俄罗斯是G7的共同威胁，而“中国”一词在公报中出现了14次。

联合公报还强调了G7在网络安全领域的合作，包括共同应对量子计算攻击。“制定和实施强有力的国际网络规范。采取措施加强集体网络防御，包括应对量子计算等新的颠覆性数字技术，并将继续密切合作，打击国家和非国家行为者恶意使用网络空间的行为……继续讨论在新兴技术上的合作方式，包括新的抗量子密码标准。”

会后白宫也发表了一份声明，网络安全和抗量子密码被美国列为最重要的事项之一，优先级甚至高于贸易和金融。该声明表示，“G7将承诺加强和提升我们的网络合作；与我们的亲密伙伴合作，实现问责制，提高网络空间的稳定性和安全性。G7还将致力于新的合作，部署抗量子密码，目标是确保ICT系统之间的安全互操作性，并促进数字经济的增长。”

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加快量子信息处理，科学家将单光子探测器的探测速度提高70倍

哥伦比亚大学的Alexander Gaeta实验室的工程师展示了一种使用时间透镜处理皮秒级单光子波形的替代路线，这将帮助他们控制每个光子。该研究成果发表在《Optica》上。

使用光的时间模式的光量子信息处理需要在单光子水平上对皮秒和亚皮秒尺度的时间波形进行相干操作和检测。其实验装置由两束激光组成，它们与一个信号光子混合，以产生另一个不同频率的光包。通过时间透镜，能够以皮秒分辨率从更大的光束中识别出单个光子。这比使用其他单光子探测器观察到的速度快10-12秒，大约快70倍。这样的时间透镜允许以当前光子探测器无法实现的精度在时间上分辨单个光子。除此之外，该团队还可以操纵其光谱，从而重塑它们所经过的路径。这是构建量子信息网络的重要一步。基于时间透镜的框架可应用于时间模式量子处理、高维量子密钥分发、量子网络的时间模式匹配以及量子增强传感时频纠缠态。

实验室希望未来能将时间分辨率进一步降低3倍以上，并将继续探索它们如何控制单个光子。目前，这项工作是用光纤完成的，未来有望将时间透镜纳入集成光子芯片，将该系统扩展到一个芯片上的许多设备来同时处理许多光子。

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美国的50公里量子网络实现了创纪录的时钟同步

美国伊利诺伊州快速量子网络(IEQNET)的一组研究人员成功地在美国能源部(DOE)的两个相距50公里实验室之间部署了一个使用本地光纤的长距离量子网络。该实验标志着量子编码光子（传递量子信息的粒子）和经典信号首次以前所未有的同步水平在城域范围内同时传递。这是在真实条件下首次展示使用真实光纤来实现这种卓越的同步精度以及与量子信息共存的能力，这一创纪录的性能是构建实用多节点量子网络的重要一步。

为了测试两个分别在阿贡国家实验室和费米实验室的时钟的同步性。科学家们在两个时钟之间同时传输了一个传统的时钟信号（如图：蓝色）和一个量子信号（如图：橙色）。这些信号是通过IEQNET发送的。研究人员发现，两个时钟在小于5皮秒或5万亿分之一秒的时间窗口内保持同步。

这种精度将使科学家能够准确地识别和操纵纠缠的光子对，以支持在现实世界条件下城域距离上的量子网络操作。基于这一成就，IEQNET团队正准备进行实验来演示纠缠交换。这个过程使来自不同纠缠对的光子之间产生纠缠，从而产生更长的量子通信通道。

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滨松光子2.25亿欧元收购欧洲激光器公司

瑞士NKT集团宣布已达成一项协议，将其量子激光器公司NKT Photonics出售给Photonics Management Europe SRL，后者是滨松光子的全资子公司，这家日本公司是全球光子技术的领导者。收购总价为2,25亿欧元。NKT Photonics拥有约400名员工，2021年的总收入为6800万欧元。

滨松表示，其与NKT业务的互补关系将支持该公司扩大其激光应用业务。专注于光纤激光器的NKT使用其光子晶体光纤生产来实现超短脉冲放大和光纤传输。其产品组合支持显微镜、半导体、量子计算和眼科领域的应用。

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美国六大政府机构成立华盛顿城域量子网络研究联盟(DC-QNet)

为了提升量子网络的能力和领导力，美国海军研究实验室 (NRL)宣布与其他五个美国政府机构（美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室、美国海军天文台、美国国家标准与技术研究院、国家安全局/中央安全服务研究局以及国家航空和航天局）合作，成立华盛顿城域量子网络研究联盟(DC-QNet)，以创建、演示和运营量子网络作为区域试验台。该联盟目前有两个区域外分支机构为美国海军信息战太平洋中心和美国空军研究实验室。

DC-QNet测试平台将在经过充分表征和控制的量子网络上执行数公里距离的量子比特纠缠分发，工作内容包括：开发高保真量子存储节点、单光子器件、网络计量、量子比特平台、换能和频率转换、同步，并持续研发使能科学技术；开发网络基础设施以连接六个城域机构；节点间量子纠缠转移的研究与开发；网络的仿真、建模；量子网络经典管控、路由、监控与计量及相关软件的研发。

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Duality量子加速器宣布第二期的入选初创公司

Duality量子科技孵化器项目是美国第一个专门面向量子科技初创公司的加速器项目，由芝加哥大学的Polsky创业与创新中心和芝加哥量子交易所联合主导。这是一个为期12个月的项目，由其合作机构和芝加哥大学布斯商学院提供世界级的商业和创业培训。

Duality已经接受了第二期来自全球各地的五家初创公司。每家初创公司都将获得来自顶级量子专家的50000美元的无限制资金和指导。第一期初创公司已经获得超过850万美元的资金。选定的初创公司将有机会探索合作伙伴关系，并获得该地区一些用于先进计算、纳米制造、原子尺度测量、量子试验台和其他主要资源的最先进设备和设施。

五家初创公司分别为：

• Icosa Computing，为金融机构构建量子计算和物理增强优化器的美国公司。
• memQ，构建技术以启用量子互联网的美国公司。
• Quantescence，创建了一个量子模拟器平台的量子计算软件初创公司，位于法国和美国。
• SCALINQ，为超导量子芯片开发独特的封装解决方案的瑞典公司。
• Wave Photonics，使用计算技术加速集成光子学设计的英国公司。

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QuSecure成为美国多个联邦机构后量子密码的唯一供应商

6月29日，美国小企业创新研究计划（SBIR）授予后量子安全公司QuSecure公司一份第三阶段合约，使该公司成为十几个美国联邦机构后量子密码的唯一供应商。第三阶段的资金没有上限，2021年的平均获胜者获得超过1亿美元。

QuSecure正与各商务机构、国土安全部和司法部进行谈判，以及国防部和国家情报总监办公室进行审批，并与几个国家实验室达成了协议。QuSecure公司强调加密敏捷性，即与多种后量子加密算法合作的能力，因为美国国家标准与技术研究院准备在未来几周内批准几种标准化算法。

QuSecure在2019年获得了高达25万美元的SBIR第一阶段资金，今年早些时候获得了高达125万美元的第二阶段资金。该公司在1月份才启动政府业务，第三阶段允许QuSecure在SBIR之外获得分包合同和资金，并且可以在可行的情况下赢得未来的第三阶段奖项。

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印度理工学院为学生提供免费的量子计算在线课程

印度理工学院马德拉斯分校（IIT Madras）宣布为学生提供量子计算的免费在线学习机会，报名截止日期为8月1日。

IIT Madras与IBM Research和IBM Systems合作，对计算机科学和物理、数学和化学系的学生（本科和硕士）、研究人员和教师提供为期4周（7月25日-8月19日）的免费在线课程——“量子计算导论：量子算法和Qiskit”。将向学生介绍量子计算的基础知识，并讨论计算的量子电路模型和基本的量子算法。

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SEMI日本成立量子计算机理事会，引进量子芯片制作技术

国际半导体产业协会日本分会(SEMI Japan)成立了量子计算机理事会。理事会的主席由blueqat的首席执行官兼CTO湊雄一郎和化工与半导体材料厂JSR的材料信息学推进室长永井智树担任。该理事会旨在促进SEMI成员公司与量子计算机相关人员之间的沟通和信息共享关于量子计算机。初始成员包括十家日本半导体供应链公司、研究机构和组织，预计未来将有更多成员加入，以促进会员企业与相关人士间的信息交流，达成商业化为目标。

目前正在开发中的量子计算机的量子比特包括超导、离子阱、光子、电子自旋等方式，但大多数量子芯片仍是应用半导体的细微化制程技术制造的。

SEMI Japan代表浜岛雅彦表示，全球数字化发展导致芯片荒，不过未来需要的算力仍会持续增加，应用半导体元件的制造技术来推动量子计算机发展，正符合未来需求。现在的量子技术可用于金融、新药研发、材料科学等特殊领域，通用量子计算机开发成功后，将更能广泛拓展量子技术的应用范围，成为各成员企业的市场。

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加拿大政府宣布为量子创业者提供最高115万加元的资金

加拿大政府(GoC)正在寻求与三个快速发展的量子相关技术领域相关的“商业前创新原型”提案，三大领域分别为量子传感器、量子通信和量子计算。加拿大创新解决方案可能将为符合条件的创新者提供高达115万加元的资金，以开发原型，资助机会于美东时间7月6日14:00截止。

投标人必须满足为每个融资机会指定的多项强制性标准，包括要求在提案中包含最少数量的加拿大内容、投标人必须拥有自己的知识产权的要求，以及其他各种要求。还必须通过申请页面上详述的多项技术评估。技术评估要求展示合适的知识产权战略，该战略不仅应保护创新产生的知识产权，还应支持创新的成功商业化。

如果企业的提案被接受，将可能在前6个月获得高达15万加元的资金来开发解决方案的概念验证。在开发成功的概念后，企业可能有资格获得长达两年和高达100万加元的资金来支持原型的开发。最后支持早期研发的联邦部门或机构可以选择从该企业采购技术，且花费的金额不设限制。

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量子计算公司SEEQC获得美国能源部的40万美元资助

美国能源部(DOE)宣布，量子计算公司SEEQC将获得两笔总额为40万美元的资助。此次DOE共资助38个州的210家小企业，总额达5300万美元。这笔赠款将进一步推动SEEQC的研究和开发，为特定问题的应用提供具有成本效益和商业可扩展性的有用、节能的量子计算系统。

第一笔资助将用于“开发控制声子热传输以提高量子比特性能的制造工艺”项目，支持开发一种保护量子比特免受宇宙射线等外部干扰的新方法，将解决声子引起的退相干问题，利用SEEQC目前的制造工艺来制造独特的声子阻断功能。第二项资助将用于“微加工毫米波元件商业制造的工艺开发”项目，将使SEEQC参与技术转让，这项转让将使SEEQC成为一个行业合作伙伴，在其位于纽约的代工厂创建微加工硅基毫米波组件。

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美国伦斯勒理工学院宣布成立数据、人工智能和计算研究所

近日，美国伦斯勒理工学院宣布成立伦斯勒数据、人工智能和计算研究所(DAIC)。其目标是成为美国推进新计算范式的主要学术中心，包括经典计算、神经形态计算和量子计算的混合体——结合经典比特、神经元和量子比特，这将使解决当前计算系统无法解决的问题。新的研究所将允许伦斯勒理工学院在网络和网络物理系统以及防黑客的量子通信中使用量子计算和边缘计算进行创新。

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英国将在苏格兰建立量子通信网络站点

苏格兰将在埃罗尔机场建成最先进的新光学地面站(OGS)，帮助研究人员开发加密的量子安全通信系统。该研究设施将作为量子通信中心项目的一部分开发，该项目由英国国家量子技术计划资助。旨在在所有距离范围内提供量子安全性，包括通过卫星进行洲际。

该研究设施还将支持未来的研发任务以及与国际合作伙伴的合作。OGS是空间量子通信的重要组成部分，与卫星、卫星上的量子信号发射器（有效载荷）和地面上连接到OGS的量子信号接收器一起。该站点位于泰河岸边，被研究小组选中是因为它具有从卫星通信中高速生成量子密钥的潜力。

量子通信中心的OGS(HOGS)将使用70厘米反射式望远镜来高精度跟踪低地球轨道卫星路径。HOGS和卫星都将使用激光信标来精确指向对方。一旦它们精确对准，将开始进行量子通信。当不运行时，HOGS将通过机器人圆顶盖保护免受元素的影响，这也将允许团队为远程活动制定路线图。一旦投入使用，HOGS将由直接参与该中心卫星研发工作计划的研究人员使用，并位于多个合作机构——英国布里斯托大学、赫瑞瓦特大学、科学和技术设施委员会的卢瑟福阿普尔顿实验室、斯特拉斯克莱德大学和约克大学。

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两家量子计算公司入选美国上市公司3000强

目前，量子计算公司Rigetti Computing, Inc.已经成为美国主要股指罗素3000的成分股。根据6月24日发布的罗素3000指数最终新增名单，Rigetti首次进入名单，6月27日美国市场开市后生效。另一家量子计算公司IonQ也被纳入罗素3000，Quantum Computing Inc.则被纳入罗素微型股指数。

罗素重组每年进行一次，以确保罗素美国指数准确反映当前的市场状况。罗素3000®指数由市值最高的3000家美国上市公司组成。包括苹果、微软、亚马逊、Alphabet、特斯拉、Meta（Facebook）、英伟达等。

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中性原子量子计算公司Planqc获得460万欧元融资

近日，今年4月成立的德国量子计算初创公司planqc宣布获得了由UVC Partners和Speedinvest领投的460万欧元融资。这笔资金将被planqc用于开发一种在室温下运行的高度可扩展的量子计算机，该计算机基于捕获在光学晶格中的原子。

planqc由来自马克斯·普朗克量子光学研究所和慕尼黑大学的科学家团队创立，是欧洲领先的量子技术中心之一慕尼黑量子谷的第一家初创公司。该公司正加入开发基于由激光控制的中性原子的室温量子计算机行列，其他公司包括ColdQuanta、Atom Computing、Pasqal和QuEra。planqc表示，已经在马普研究所的光学晶格模拟器中例行地捕获和控制了2000多个原子。

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ColdQuanta获得2022年度最佳传感器创新产品奖

6月30日，冷原子量子技术公司ColdQuanta宣布，其量子射频传感器平台Maxwell被评为了2022年度最佳传感器创新产品奖：仪器与测试类别的获奖者。该奖项由B2B信息和活动公司Questex旗下的Sensors Converge和Fierce Electronics颁发，旨在表彰传感器技术和传感器生态系统、人员和公司方面的佼佼者。颁奖典礼于6月28日在加利福尼亚州圣何塞举行。

ColdQuanta的量子射频传感器平台Maxwell是一种基于量子技术的高级射频传感器。量子技术利用原子来区分入射射频场，并具有独立于射频频率/波长的固定形状因子。

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IBM量子教育者峰会将于8月3日举办

IBM Quantum教育者峰会将于8月3日举行，将向教育者介绍IBM Quantum提供的学习工具和资源，并指导他们设置如何与学生一起使用这些工具和资源。峰会还将包括网络会议和小组讨论，并将重点介绍将分享他们在教授量子计算和为学生提供量子设备访问方面的经验的教育工作者。峰会的介绍性会议将使教育工作者能够将Qiskit带入他们的课堂，为学生提供真正的量子计算机的实践经验。

峰会的与会者将了解IBM Quantum数字教育团队目前正在开发的新资源，包括新的Qiskit教科书内容和视频讲座，所有这些都与IBM硬件集成并由新的Qiskit Learning提供支持平台，允许教育工作者根据学生的需求定制教育内容。

峰会将邀请美国克赖顿大学助理教授、白宫科技政策办公室量子联络员Thomas Wong博士、美国石溪大学的Tzu-Chieh Wei博士、加州大学戴维斯分校的Marina Radulaski博士、加州大学洛杉矶分校的Richard Ross博士和Jens Palsberg博士、Brian La博士等实践教育工作者。

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Crown Sterling的抗量子加密技术获得美国专利

抗量子加密和压缩技术提供商Crown Sterling Limited，LLC宣布，美国专利商标局已颁发了美国专利11310042B2（发明人：Robert Edward Grant），存储和分发大密钥的方法。它是一种用于安全地加密和解密数据的方法，其中处理函数以获得作为无理数或超越数的原始密钥。发送计算设备应用起始点和长度以获得用于加密的缩短密钥。接收计算设备根据接收到的标识符识别函数并将起始点和长度应用于镜像原始密钥以导出解密密钥。

Crown Sterling Chain是世界上第一个实施一次一密抗量子密码的layer 1区块链。它是一种基于信息论的加密方法，与依赖素数和数论的传统加密协议不同，它不依赖于对攻击者计算资源的假设（因此是抗量子的）。这种压缩大密钥的新方法允许结合区块链技术实现一次性密码加密的实用且可扩展的实施。

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射频系统制造商Filtronic与量子计算公司签订35万英镑合同

英国射频到毫米波组件和子系统的设计和制造商Filtronic PLC与一家不具名的量子计算公司签订了新合同，用于设计、开发和供应微波滤波器和双工器。Filtronic表示，该公司获得了价值35万英镑的合同，因为该公司在设计紧凑、高性能滤波器和双工器模块方面拥有丰富的经验。

该应用程序将用于外部控制机架的微波电路和量子计算机的稀释制冷机。该项目预计将在2023年5月结束的财政年度内完成。

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Riverlane与Rigetti达成合作，以解决超导量子计算机的纠错问题

6月27日，构建世界上第一个纠错量子计算操作系统的量子工程公司Riverlane和量子计算公司Rigetti Computing宣布了一项由Innovate UK（英国技术战略委员会的“创新英国”项目）的支持下建立合作伙伴关系，以解决超导量子计算机上的综合征（syndrome）提取问题。

综合征提取是量子纠错的关键步骤，这是开发有用的量子计算机要解决的最大挑战，该计算机可以以比今天更高的精度处理更多数据。有用的量子计算机可以解锁以前不可能的科学可能性，并改变一系列重要行业，包括医疗保健、可持续能源和先进材料。

量子力学禁止直接测量进行实际计算的主要量子比特，因为这会破坏它们携带的信息。因此，纠错技术使用额外的量子比特，称为“综合征量子比特”，并测量它们的状态，称为综合征，以推断主要量子比特上错误的发生。Riverlane和Rigetti将共同努力，最大限度地减少在顶级超导量子计算机上提取综合征时引入的错误。

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阿根廷电信公司开发了后量子密码安全系统CryptoComm

阿根廷国家电信公司Arsat与阿根廷密码学家合作，开发了一种基于后量子密码学的消息和文件通信系统——CryptoComm，以提供常年保护。其目标是创建能够抵抗量子攻击的系统。

Arsat所开发的方法由高速对称密码（具有318位密钥）组成，可在通信系统中有效使用。他们还实施了一种新的后量子技术来生成私钥/公钥和数字证书。

一共有两个版本：“S”版本系统允许通过软件交换文件和消息。而后将推出“H”版本，它将通过Arsat和Invap之间开发的专用硬件来实现该系统。此外，还将添加实时语音和视频传输功能。

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国盾量子、科大擎天与合肥工业大学签署战略合作协议

近日，合肥高新区两家企业科大国盾量子技术股份有限公司、安徽科大擎天科技有限公司与合肥工业大学签署战略合作协议，三方将围绕智能网联汽车的前瞻性技术、关键共性技术和工程应用技术等领域开展创新研发，其中包括用量子保密通信技术解决智能网联汽车领域信息交互安全问题等。三方将加快科技研究成果向产业技术转化，并将在人才联合培养、创新能力建设等方面展开全方位合作。

近年来国盾量子已经与合工大开展了多项合作并产出多项科研成果。此次战略合作协议的签订，既是国盾量子首次公开在智能网联汽车进行探索，更意味着双方合作进入了全方位、深层次的新阶段。

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机构预测，2027年量子传感器市场将达到7.468亿

IMARC发布了其最新研究报告，2021年，全球量子传感器市场市场的价值是4.654亿美元。预计到2027年，市场价值将达到7.468亿美元，2022-2027年的复合年增长率为7.50%。

海军对计算海洋中潜艇精确定位数据的产品需求不断升级推动了量子传感器市场的发展。随着材料科学中量子传感解决方案的发展，这些仪器在测量植物冠层中光合光子通量的应用不断增加，将进一步促进了市场增长。各国在量子成像、模拟和传感方面的持续技术进步以及对这些传感器检测天然气、石油和矿藏的需求也在推动全球市场。医疗保健行业对远程监控患者、辅助诊断、增强消费者体验等方面对量子纠缠技术的需求不断膨胀，也是另一个重要的生长诱导因素。此外，为引入地震、火山喷发和水下风暴预警系统而不断扩大的研发活动预计将在未来几年提振量子传感器市场。

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量子公司Quantum Science与日本经销商Nishimura Chemitech签署分销协议

一家开发用于图像传感器的量子技术的沃灵顿初创公司Quantum Science与一家日本经销商Nishimura Chemitech签署了一项分销协议，这将使其技术在日本全国范围内销售。

科学家们认为，量子点有可能被用来加速量子计算，这为计算能力提供了潜在的指数级增长。Quantum Science已经生产出自己的量子点，称为INFIQ，可用于图像。这有助于提高电子设备、自动驾驶汽车和监控技术的容量。

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哈佛大学首次构建片上电声调制器，可用于连接量子系统

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的研究人员首次展示了利用片上电场控制和调制声波。研究团队利用铌酸锂的独特特性构建了一个片上电声调制器，以控制在片上波导中传播的声波。通过施加电场，调制器可以控制芯片上声波的相位、幅度和频率。该研究成果发表在《自然·电子学》上。

虽然这项研究展示了一个芯片上的设备，但研究人员正在努力构建更复杂的大规模声波电路，并与其他量子系统（如金刚石色心）互连。该研究工作为用于下一代微波信号处理的高性能声波设备和电路以及连接不同类型量子系统（包括固态原子系统和超导量子位）的片上量子网络和接口铺平了道路。

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科学家首次演示基于原子气室的量子存储器

瑞士巴塞尔大学Philipp Treutlein教授小组的研究人员现已开发出一种基于玻璃气室内的原子气体的量子存储器。原子不需要特别冷却，可以使存储器易于生产和通用。此外，研究人员已经实现了一个单光子源，使他们能够测试量子存储器的质量和存储时间。为室温系统中高带宽的量子网络实验开辟了许多进一步的可能性。其研究结果发表在PRX Quantum上。

研究团队开发了一种专用单光子源，使量子存储器能在正确的时刻被激活，单个光子被引导到量子存储器中，在控制激光束的帮助下，光子使超过十亿个铷原子呈现出原子的两个可能能级的所谓叠加态。光子在这个过程中消失了，但其中包含的信息被转化为原子的叠加态。然后，控制激光的短暂脉冲可以在一定的存储时间后读出该信息并将其转换回光子。

研究团队通过利用原子超精细结构中的极化选择规则以及在远高于激发态辐射衰减率的带宽下运行来抑制读出噪声，在数百纳秒的存储时间后，单光子质量仍然很高。

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代尔夫特理工大学的新实验有望实现更好的量子存储器

近日，荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)的Kavli纳米科学研究所的研究人员提出了一种策略，可用于实现对声子波导的高水平控制。这一策略发表在《自然物理学》上。低损耗的声子波导不仅可以在芯片上引导和传输数十厘米的声子中编码的（量子）信息，而且还将构成对行进机械激发进行完全相干控制的基础。

研究团队已设计并实现了第一个产生非经典行进机械激发的声子波导。通过用薄膜硅制造波导，将波导与非经典机械状态的源和检测器结合起来，并能够验证这些量子态在波导中的传播。这些GHz频率的声波在高度受限的纳米级几何结构中被引导，具有长寿命（几毫秒），特别是在低温下，能够在芯片上忠实传输数厘米距离的量子态。

在他们的实验中，当在波导中传播时，在不同时间发射的声子出现的非经典相关性是守恒的。这些非经典关联具有大约100μs的机械寿命，这意味着他们的系统理论上可用于传输数十厘米以上的单个声子，而不会造成明显的能量损失。研究人员表明，他们的波导可用于实现声子先进先出(FIFO)量子存储器。将来，这种量子存储器可能在电信和量子声学中具有有价值的应用。

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耶鲁大学夏丰年团队开发了光波智能量子传感器

美国耶鲁大学夏丰年副教授、Yuan Shaofan和德克萨斯大学达拉斯分校Zhang Fan团队展示了一种原子级薄的智能量子传感器，可以同时检测入射光波的所有基本特性。这项研究发表在《自然》杂志上，展示了一种基于量子几何的新概念，可用于医疗保健、深空探索和遥感应用。

该设备利用了一种称为莫尔超材料的新型二维材料家族的独特物理特性。研究人员选择用来展示他们的新想法的传感装置包含两层相对扭曲的天然双层石墨烯，总共有四个原子层。通过调整莫尔超材料，给定的入射光波产生的光电压会创建一个二维图，该图是该波独有的，就像指纹一样，并且可以从中推断出波的特性。

耶鲁大学的研究人员构建并测试了该设备，他们在莫尔超材料的顶部和下方放置了两块金属板或门。这两个门使研究人员能够调整材料的量子几何特性，将红外光波的特性编码为“指纹”。研究人员使用卷积神经网络来解码指纹，并利用德州高级计算中心的资源进行了理论计算和分析。

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化学家成功破解了水的完整量子性质

美国埃默里大学的化学家建立了第一个完整的水量子力学模型，并在《物理化学快报》上发表了这一突破，该突破使用机器学习开发了一种模型，可以详细、准确地描述大量水分子如何相互作用。研究人员为该模型开发了免费的开源软件"q-AQUA"，为研究水提供了一个通用工具，预计将用于预测系外行星是否可能有水，以加深我们对水在细胞功能中作用的理解等方面研究。

研究人员试图通过将水分解成水分子簇的相互作用来建立水的量子模型，并使用了机器学习技术，使计算机能够捕捉两个、三个和四个分子组的相互作用。为测试其模型，研究人员在一定温度范围内对多达256个水分子进行了计算机模拟。结果表明，即使在该规模下，该模型也非常准确。

该模型还可以作为开发类似的、更简化的模型的跳板，这些模型将在更少的计算机能力下，仍然足够准确，可以对水的量子力学做出有用的预测。

来源：

https://www.quantumchina.com/newsinfo/3037752.html?templateId=520429

西安交大在噪声环境中的高维量子导引研究方面取得重要进展

西安交通大学物理学院张沛教授研究组开展了噪声环境下的高维量子导引特性的实验研究。研究组实验制备了11维轨道角动量最大纠缠态和各向同性态，并利用完整相互无偏基进行投影测量。

实验结果表明，与两测量设置对比，基于多测量设置的方法可以揭示更高的量子导引强度。而这也使得高维量子导引可以从更高噪声的环境中被提取出来。研究组在实验中证明了具有63.4%噪声比例的11维各向同性态的导引特性，并且在5维和7维的可容忍噪声阈值均超过了两测量设置判据最高容忍50%噪声的限制。研究组还进一步研究了测量设置数量与噪声鲁棒性之间的权衡关系，发现当不同基底的实际检测效率差异不大时，通过增加测量设置数量总是可以增强噪声鲁棒性。这项工作为实际单方设备无关的量子信息处理可容忍噪声环境、有损检测，并超越目前的传输距离限制提供了潜力。

6月16日，该研究成果发表在《物理评论快报》上。

来源：

https://www.quantumchina.com/newsinfo/3042541.html?templateId=520429

西安理工大学首次将量子博弈论应用于自动驾驶

西安理工大学的研究小组基于量子决策理论探讨了两车游戏场景中的决策问题，并与累积前景理论（CPT）模型进行对比。对比分析证明，量子博弈论（QGT）模型能够解释经典概率模型无法揭示的分离效应，在处理游戏场景决策方面比CPT模型更具优势。QGT模型可以从另一辆车的角度考虑双方的利益。与经典概率模型和CPT模型相比，QGT在自动驾驶系统中的行为决策中更加实际。

CPT模型可以解决自动驾驶决策中的非理性问题，在改进后的QGT模型中，当量子纠缠为0时，目标车辆通过或让出的概率坍缩为经典模型的0.5；在量子纠缠最大的情况下，概率随着量子纠缠和收益函数的增加而波动，改进后的QGT模型更倾向于通过（概率值为0.75）。QGT模型考虑了非理性行为和两车之间的相互作用，比CPT模型更适合实际情况。此外QGT不需要大量数据驱动，因而数据效率更高。

本研究首次尝试将QGT应用于自动驾驶，为研究人类交通参与者有限理性行为交互的决策问题提供了新的参考框架。随着量子决策理论的进一步发展，其在自动驾驶中的应用将会更加普及和深入。该研究报告发表在《科学报告》中。

来源：

https://www.quantumchina.com/newsinfo/3042537.html?templateId=520429

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