周报丨美国举办年度量子信息科学研讨会；离子阱量子计算取得新突破
光子盒研究院出品
第四届美国年度量子信息科学研讨会在纽约举办
美国空军研究实验室(AFRL)和空军科学研究办公室与纽约州技术企业公司(NYSTEC)和纽约州立大学合作，在格里菲斯研究所的创新促进中心举办举办第四届年度量子信息科学研讨会(Q4I)，该研讨会旨在促进量子创新领域的政府、学术界和行业合作者之间的联系，该活动在7月12日-14日期间举行。
活动参与者将听取从事量子信息科学的领导者、顶级研究人员、行业高管、高等教育领导者和学生的意见。今年以杜克大学电气和计算机工程、物理学和计算机科学教授Jungsang Kim博士和QuTech量子网络工程师Wojciech Kozlowski博士为主题演讲者。
与会者还可以与来自NASA、IBM、Google、Rigetti、霍尼韦尔、纽约州立大学理工学院、康奈尔大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、代尔夫特理工大学等的行业领导者一起体验专注于量子网络和计算的技术分组会议。研讨会主题范围从基准测试和错误缓解到机器学习和化学应用。研究人员有机会在海报会议上展示他们的工作，参与者可以直接向国防部官员提问，还将了解如何以及何时与ARFL合作开展工作。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3091388.html?templateId=520429
Quantinuum取得了离子阱量子计算领域的重要突破
霍尼韦尔旗下量子计算公司Quantinuum的研究团队现可以通过表面陷阱中的一个结移动两种不同类型的离子，这个结是位于离子量子计算机核心的微型电极填充设备。该项研究成果发表在《arXiv》上。
Quantinuum研究人员在其论文中概述了他们如何开发新的波形，这些波形可以引导一对镱和钡离子通过交叉点，而带电粒子不会过度活跃或飞出陷阱。该团队在具有Quantinuum设计和微加工的网格状架构的原型陷阱上测试了该技术。这种陷阱设计将成为未来量子计算机的核心部分。这一壮举是捕获离子量子计算领域和Quantinuum的重要突破。
Quantinuum研究人员能够使镱-钡离子在几乎没有运动的情况下将它们对着尖角转动。到目前为止，研究人员设想必须分离成对的离子并一次将它们移动通过连接点，这将大大减慢操作速度。研究人员将继续测试和改进这种新方法，其目标是从移动一个阱扩展到同时通过多个结运输几个阱。在此基础上，他们计划将这种方法整合到System Model H3中，这有望成为第一个具有二维网格状陷阱的Quantinuum量子技术。
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https://quantumchina.com/newsinfo/3101669.html?templateId=520429
哈佛附属医院将量子计算用于新药开发
量子算法开发公司Algorithmiq将与隶属于哈佛医学院附属教学医院布莱根妇女医院的波士顿研究团队合作，开创量子网络医学新领域。他们共同致力于为疾病机制、预防和治疗的新时代奠定基础。其中一个目标是降低大型制药公司将新药推向市场所需的10亿美元成本和缩短通常长达十年的过程。
Algorithmiq将与Network Medicine的联合创始人之一、布莱根妇女医院医学系主任、哈佛医学院医学教授Joseph Loscalzo医学博士联合应用其专有的量子计算算法来提高复杂网络科学的能力，并达到前所未有的预测和准确性水平。
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量子计算公司D-Wave上市注册声明生效
7月14日，量子计算公司D-Wave Systems公司和DPCM Capital宣布，由这两家新成立的母公司D-Wave Quantum Inc.提交Form S-4注册声明，与之前宣布的D-Wave和DPCM Capital之间的拟议业务合并相关，已被美国证券交易委员会宣布生效。新的股票代码为"QBTS"和"QBTS.WS"。
DPCM Capital公司将于美国东部时间2022年8月2日上午10:00召开股东特别会议，以批准与D-Wave的业务合并等事项。在6月10日收盘时登记在册的DPCM Capital股东将有权收到特别会议的通知并在特别会议上投票。预计在特别会议后不久将完成交易，但须满足或放弃所有其他成交条件。
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英伟达推出用于混合量子-经典计算的QODA平台
英伟达宣布推出一个名为QODA（量子优化设备架构）的新平台，该平台支持为混合环境开发和编译量子经典程序，包括连接在一起的经典中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）和量子处理器（QPU）。目前基本编程接口是C++，未来计划添加Python。他们通过编译器NVQ++利用量子中间表示（QIR），更容易在未来添加更多的硬件后端。
英伟达还宣布多家公司建立多项合作伙伴关系，以支持QODA。包括硬件供应商：QM Quantum Computers、Pasqal、Quantinuum、Quantum Brilliance和Xanadu；软件供应商：QC Ware和Zapata Computing；以及超级计算中心：德国于利希研究中心、美国劳伦斯伯克利国家实验室和美国橡树岭国家实验室。英伟达表示希望在未来几个月内增加更多的合作伙伴。
目前该平台仍在开发中，预计将于2022年底面向测试版用户推出，预计将于2023年初全面上市。
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硅量子比特在量子互联网方面取得进展
新研究表明，硅中的某些缺陷被称为T中心，它可以作为量子比特之间的光子链接。加拿大西蒙菲莎大学的研究团队将可单独寻址的“T中心”光子自旋量子比特集成到硅光子结构中，并表征它们与自旋相关的电信波段光学跃迁。这些结果为构建硅集成的电信波段量子信息网络提供了直接机会。该研究发表在《自然》杂志上。
该团队中的量子物理学家Stephanie Simmons称，T中心发射器结合了高性能自旋量子和光学光子生成，是制造可扩展、分布式量子计算机的理想选择。这也是第一次在硅中以光学方式观察到这种量子粒子活动。
研究人员在硅晶片上生产了数以万计的“小球”，使用特殊的显微镜技术确认这些微型设备中的每一个都具有少量可以单独寻址和控制的T中心。通过找到一种在硅中创建量子计算处理器的方法，可以利用多年来制造传统计算机的知识和基础设施，而不是为量子制造创造一个全新的行业。
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美国陆军签署了一份6.99亿美元的高性能计算采购合同
美国陆军授予了军品公司BAE系统公司（BAE Systems）一份6.99亿美元的五年期合同，用于国防超级计算资源中心的运营、维护和管理服务，包括为高性能计算机用户提供服务。该公司将支持“计算现代化计划”（HPCMP）。
该计划为美国国防部提供超级计算能力、高速网络通信和计算科学专业知识，使国防部的科学家和工程师能够更有效地进行重点研发、测试、评估以及采购工程活动。这种合作伙伴关系使美国军队以更少时间、更少金钱、更多确定性掌握先进的技术。该计划为国防部提供了一个完整的高级计算环境，其中包括软件开发和系统设计方面的独特专业知识、强大的高性能计算系统和一流的广域研究网络。该项目由美国陆军工程师研发中心代表国防部管理。
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英国强调了测量科学在量子革命中的重要性
在最近发表在《自然·物理学》上的一篇文章中，来自英国国家物理实验室（NPL）和来自全球合作伙伴组织的专家们探讨了各国国家计量研究院（NMI）在量子革命中的关键作用。
NMI负责国际计量系统的实施，这要求他们需要掌握最高水平的量子控制。基于这种专业知识，NMI在不断发展的量子技术世界中发挥着主导作用。从开发用于生成和检测单个量子的新设备，到提高对石墨烯等最新材料的理解，国际NMI社区正在帮助实现量子的深远可能性。在良性循环中，NMI能够利用新的量子技术造福于计量学本身，进而造福社会。
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美国能源部宣布斥资7800万美元用于高能物理研究
美国能源部（DOE）宣布为58个研究项目提供7800万美元的资金，这些项目将促进高能物理学的新发现。这些项目分布在22个州的44所学院和大学，探索关于宇宙的基础科学，这也是医学、计算、能源技术、制造、国家安全等方面技术进步的基础。DOE的高能物理项目（HEP）在培养顶尖科学人才，以及建设和维持科学劳动力方面发挥着重要作用。
其宣布的项目涵盖了粒子物理学前沿的广泛主题，包括希格斯玻色子、中微子、暗物质、暗能量、量子理论和寻找新物理学。项目包括：暗能量光谱仪（DESI）、欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)、费米实验室的Muong-2实验和MicroBooNE实验等。
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美国政府和QuSecure在政府网络上协调后量子加密通信
7月12日，后量子安全公司QuSecure™,Inc.宣布，美国联邦政府目前正在利用其QuProtect™后量子密码(PQC)解决方案，在政府网络上协调进行全球首次后量子加密通信。
美国政府正利用QuSecure独特的后量子加密算法，在空军、太空部队和北美防空司令部联合基地的传统系统上进行。量子弹性部署具有100%的正常运行时间保护以前使用标准加密的数据，通过QuProtect的量子隧道不会增加带宽或延迟问题。当前传输的数据无法被其他人解密，除非他们拥有QuProtect系统，并且任何收集受保护数据进行存储的对手在未来都不太可能解密它，即使使用量子计算机也是如此。
6月，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。该公司成为了十几个美国联邦机构PQC的唯一供应商，为政府的PQC要求制定了标准。
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美国众议院通过《量子计算网络安全防范法案》
美国众议院于7月12日通过了《量子计算网络安全防范法案》(H.R.7535)，以推动联邦政府信息技术系统向抗量子密码技术的迁移，促使联邦政府开始采取必要措施，防止图谋不轨者在量子计算时代窃取有价值的信息。
美国需要一项将联邦政府的信息技术系统向后量子密码迁移的战略，政府范围内和行业范围内的后量子密码方法应优先开发可轻松更新的应用程序、硬件知识产权和软件，以支持加密灵活性。
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量子物理学家Martin Ringbauer获得欧洲150万欧元资助
来自因斯布鲁克大学的奥地利量子物理学家Martin Ringbauer因其对量子信息处理新方法的实验研究而获得欧洲研究委员会(ERC)的启动资助。这笔奖金约为150万欧元，是欧洲对成功的年轻科学家的最高奖项。
Martin Ringbauer于2018年加入因斯布鲁克大学实验物理系，担任Erwin Schrödinger研究员。他在获得了欧洲研究委员会的资助后，将继续推进他对新型量子计算机开发的研究。
在ERC项目中，Ringbauer想要创建一种新型量子计算机，通过使用量子比特执行计算，来充分利用捕获离子硬件的潜力。他另一个目标是探索量子更丰富的结构来更好地防止计算错误，这是该领域的一项重大挑战。
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1.07亿欧元“量子奥地利”的首批研究项目获批
2021年6月，奥地利联邦政府启动了“量子奥地利”(Quantum Austria)项目，该项目由奥地利联邦教育、科学与研究部(BMBWF)资助，资助金融为1.07亿欧元，并由奥地利科研促进署(FFG)和奥地利科学基金会(FWF)共同管理。FFG的第一次申请征集于5月31日结束，共有27个项目提案提交，总金额为9125万欧元。申请总资金额为8470万欧元；投标的资金3920万欧元。
第一个获得批准的项目是“MUSICA”（奥地利多站点计算机）项目提案，资金数额为2000万欧元。在维也纳科学集群财团领导下的该合作项目，旨在未来几年在奥地利的高性能计算领域建立一个强大的额外研究基础设施。将此HPC基础设施与量子计算机相结合是资助计划的目标之一，该项目为此提供了重要基础。
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英国就量子技术未来展开多方讨论
帝国理工学院的政策参与倡议论坛（Imperial College's policy engagement initiative）与帝国理工学院的量子工程、科学和技术(QuEST) 项目以及威斯敏斯特的议会和科学委员会合作，汇集了众多领先的研究人员、政策制定者和行业合作伙伴，讨论英国量子技术的未来。
伦敦帝国理工学院教务长Ian Walmsley教授向委员会介绍了量子技术在英国关键工业部门的潜在应用，如数据加密、药物研究和物流。英国研究与创新中心(UKRI)创新技术挑战总监Roger McKinlay回顾了国家量子技术计划的进展。牛津量子电路公司首席执行官Ilana Wisby博士提到 "量子计算即服务"（QCaaS）的发展是全球量子产业的下一个前沿领域。Nu-Quantum 首席执行官Carmen Palacios-Berraquero博士强调了英国政府作为新兴量子技术客户的潜在作用。
英国政府新的量子战略有望在秋季出台。
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Crypto Quantique宣布推出首个符合新NIST标准的后量子计算物联网安全平台
物联网(IoT)量子驱动网络安全专家Crypto Quantique宣布将QuarkLink芯片嵌入到云物联网安全的后量子计算(PQC)版本平台。升级后的该平台被认为是第一个使用美国国家标准与技术研究院(NIST)最近宣布用于标准化的后量子算法，特别用于密钥建立的CRYSTALS-KYBER。
NIST专注于这些标准化的后量子算法对嵌入式设备的适用性，包括ARM-Cortex M4上所有方案的基准测试，证明物联网的后量子安全是一个现实的目标。Crypto Quantique的KEM-TLS协议设计灵活，可以轻松适应这些不断变化的标准，特别适合物联网环境，因为它依赖于KEM，而不是后量子数字签名，从而降低了带宽成本并提高了效率，而不会影响安全性。
QuarkLink是一个综合平台，用于将具有嵌入式信任根的物联网设备连接到基于服务器的应用程序。通过一个简单的界面，用户可以实现固件加密、无线签名和安全更新、证书和密钥更新以及设备撤销。几次击键启动了一个自动化流程，可在几分钟内将数千台设备加载到服务器平台或同时加载到多个平台。目前支持的云服务包括亚马逊AWS、微软和Mosquito。
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ID Quantique和CryptoNext合作提供量子安全消息传递APP
7月7日，量子网络安全解决方案公司ID Quantique SA(IDQ)与抗量子密码软件供应商CryptoNext Security SAS(CryptoNext)宣布合作，为手机用户提供一个有效和长期的量子安全通信解决方案。CryptoNext Security SAS
在北约成功测试项目之后，IDQ和CryptoNext联手将下一代量子安全通信解决方案推向市场。利用其世界领先的量子随机数发生器(QRNG)和后量子密码(PQC)技术的组合，旨在为最终用户以及系统集成商和专业解决方案供应商提供必要的支持。
该解决方案是用于移动通信的量子安全消息传递应用程序。它结合了Cryptonext的量子安全消息应用插件(C-QS-MS)和量子安全库(C-QSL)以及ID Quantique的QRNG微芯片的自动检测。嵌入在某些品牌的智能手机中，QRNG微芯片为任何加密过程提供最可靠的熵源。结果是端到端的文本、文件交换、语音和视频通话Quantum-Safe消息传递解决方案。该应用程序对用户透明，并带有详细的组管理功能，可有效管理特定组的安全性。
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量子计算公司IonQ加入新的董事会成员
7月12日，量子计算公司IonQ董事会迎来新成员——Kathy Chou。她是云计算软件和超融合基础架构解决方案供应商路坦力公司（Nutanix）的SaaS工程高级副总裁，还曾担任过云服务提供商VMware的全球销售战略和运营主管，她还曾在惠普、Intuit和Informatica等全球企业技术公司担任多个高管职务。
Kathy Chou在硬件、软件和供应链管理领域有着相当丰富的行业经验。作为IonQ董事会成员，她将帮助支持IonQ将公司从硬件供应商转变为全栈量子公司的工作，以及构建世界上最好的量子计算机以解决世界上最复杂的问题。
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Quantonation第一只量子技术专用基金完成全部投资
7月11日，Quantonation Ventures宣布其第一只专用于量子技术的基金已关闭，最终投资金额达9100万欧元，超过其最初的5000万欧元目标。在三年时间内，Quantonation已经建立了一个由全球最有前途的量子科技公司组成的投资组合，并成为该领域最大的投资者。
Quantonation于2018年5月在巴黎成立，由法国领先的成长型股票投资者Audacia和投资基金Gravigation发起，Gravitation主席和Audacia合伙人Charles Beigbeder担任公司创始合伙人。在专业性上，Quantonation的联合创始人Christophe Jurczak拥有量子物理学博士学位。博士期间在Alain Aspect教授的指导下研究激光冷却原子。
Quantonation的成立是为了抓住第二次量子革命的机会：经历100年成功发展的量子科学终于可以转化为传感、通信和计算领域的设备和应用。
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Quantum Brilliance与英伟达携手推进量子计算开发
7月12日，量子计算产品和解决方案开发商Quantum Brilliance宣布与英伟达合作，以加速开发世界上第一个混合量子-经典计算平台。
英伟达QODA旨在提供一个统一的环境来连接量子处理器和经典计算机，这将有助于扩展企业和边缘应用程序的量子采用。Quantum Brilliance的软件和应用程序团队与英伟达计算机处理器和QODA合作，将构建模拟公司基于金刚石NV色心的量子计算机中的量子模拟器，以实现对越来越多的量子比特的有效模拟。此外，Quantum Brilliance还利用其qbOS软件开发工具包开发旗舰应用程序，重点是用于分子模拟的量子计算机的大规模并行化，以及用于信号处理的边缘应用程序，例如语音到文本的转换。英伟达QODA平台将加速这些应用程序的进展，并使客户和合作伙伴能够评估其性能。
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量子计算公司Zapata与英伟达cuQuantum进行多GPU集群集成
7月13日，量子软件公司Zapata Computing宣布，现在向客户提供新的多GPU集群集成。用于加速量子计算工作流程的英伟达cuQuantum SDK优化库和工具现已与Zapata的Orquestra平台集成，用于构建量子就绪应用程序。
硬件集成使用自动缩放功能，来按需配置和安装GPU，仅在必要时进行配置，这避免了不必要的成本。cuQuantum软件集成允许用户模拟在GPU加速系统上运行的量子电路，比传统模拟器和硬件相比，有100多倍的改进，并允许将以前限制为20个量子比特的电路尺寸扩展到30个量子比特，相当于一个比20个量子比特大1000倍的系统。将这一功能整合到下一代Orquestra SDK中，以改善用户体验并加快研发周期。
这种集成只是Zapata与英伟达合作的一部分，合作还包括使用英伟达最近宣布的量子-经典平台QODA。QODA是一个混合工具链，将提供统一的量子-经典环境，以帮助加速Zapata针对企业用例的量子机器学习和优化算法的持续研发。
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赋同量子欧洲Demo中心启用
2022年7月1日，赋同量子位于意大利的“SNSPD欧洲Demo中心”正式启用。该中心将主要承接欧洲用户的试用、租用服务。
日前，赋同QEye（量子眼）SNSPD系统成功送达至意大利并由中心负责人DanielaSalvoni博士完成安装调试。该中心配备的2.2K低温恒温系统，搭载了多款赋同SNSPD芯片，包括：典型高效率SNSPD（SDE>90%@1550nm）；低暗计数SNSPD（暗计数率<1cps）；8-PixelSNSPD阵列（最多可实现8个光子数分辨，MCR>GHz）。
自赋同量子2016年成立以来，已为其用户提供了100余套超导纳米线单光子探测系统(SNSPD)服务。其应用领域已涵盖了量子秘钥分发、量子计算、量子精密测量、量子光源表征、激光雷达、卫星测距等等。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3100230.html?templateId=520429
机构预测，2030年下一代计算市场将达到7821亿美元
根据Allied Market Research发布的最新报告，2020年下一代计算市场价值为1325.3亿美元，预计将到2030年达到7821亿美元，从2021年到2030年以19.4%的复合年增长率增长。
下一代计算技术与传统和超级计算机有着根本不同，它也被称为高性能计算。而消费者行为、政府政策和组织优先事项的变化为采用下一代计算提供了一系列机会，以提供创新解决方案，为新常态做好准备。即使在人们度过了新冠疫情之后，这种新常态中的许多变化（例如远程工作和远程医疗）仍可能将继续保持。
在下一代计算市场分析的基础上，对用于数据分析的增强计算性能的需求增加，以及医疗保健、银行、金融服务业和能源领域对仿真和建模的使用增加，推动了市场增长。此外，对安全计算平台的需求增加、大量数据的涌入以及众多工业部门对量子计算技术的采用增加也有望推动市场增长。然而，与编程量子计算机以及开发近似和概率计算算法相关的一些技术挑战预计将在预测期内阻碍下一代计算技术的发展。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3085020.html?templateId=520429
继远软件加入本源量子计算产业联盟
7月12日，本源量子与安徽继远软件有限公司（下称“继远软件”）达成战略意向合作。双方就未来共同探索量子计算在电网行业应用的合作意向达成一致，并签署相关协议，继远软件正式加入本源量子计算产业联盟。这是国内首次开展量子计算与电力行业的融合探索。
安徽继远软件有限公司是国网信息通信股份有限公司的全资子公司，深耕电网信息化建设20年，深入开展国网公司总部、省、市县级、南网和能源等外部行业各类信息通信支撑建设，近年来发展成为以人工智能、数字孪生技术应用为核心，融合量子、5G、北斗等新兴技术，为电网生产、运行管理提供数字化创新应用及运营服务支撑，致力于成为国内能源生产领域人工智能应用的领先企业。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3095929.html?templateId=520429
量旋科技与华大研究院签署合作协议
7月13日，量旋科技与华大生命科学研究院正式签约，建立战略合作伙伴关系。双方本着平等互利、优势互补、共赢发展的目标，通过建立稳定的沟通渠道，发挥双方技术、场景、资源等优势，开展以量子计算技术为驱动、生命科学领域相关应用场景和数据为依托的研发合作，共同构建量子计算赋能生命科学的新的产业生态方向。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3095904.html?templateId=520429
量子计算初创公司BosonQ Psi种子轮融资52.5万美元
量子计算初创公司BosonQ Psi已在种子轮融资中筹集到了52.5万美元。本轮融资由3TO1 Capital领投，印度和美国天使投资人参与。
BosonQ Psi于2020年创立。该公司目前正在开发世界上第一个量子驱动工程模拟软件，名为BQPhy。汽车、航空航天和制造业的公司可以使用该软件来加快产品上市时间和提高产品质量。
有了前期的种子资金，该公司现在正在为下一步的产品发布做准备。该产品的alpha和beta版本将在2022年晚些时候推出。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3091438.html?templateId=520429
Quantinuum与材料巨头合作将量子计算用于半导体研究
霍尼韦尔旗下量子计算公司Quantinuum宣布与全球领先的半导体材料制造商JSR开展全球合作，探索量子计算方法在半导体研究中的应用。
此次合作将JSR的材料科学家与Quantinuum在日本、欧洲和美国的量子计算专家聚集在一起。该联合团队将使用InQuanto软件平台，探索使用量子计算机对半导体材料进行建模的方法，并将专注于开发基于动态平均场理论的量子算法和方法，其可以更准确地理解现实世界中复杂有机和无机材料的电子特性，可能为未来硅基信息时代的发展铺平道路。以及通过InQuanto探索为复杂的分子系统和缺陷子系统建模的新方法，所发现的新方法将被纳入InQuanto，并将供其他使用该软件平台的科学家和研究人员使用。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3095905.html?templateId=520429
泰雷兹集团共同开发的Falcon算法被NIST标准化
由法国泰雷兹集团（Thales）共同开发的数字签名算法的Falcon已被选为第一批将被标准化的算法之一。因为其具有极高的安全性和带宽效率。
Falcon是泰雷兹与法国雷恩第一大学、PQShield、IBM瑞士的研究人员、加拿大的NCC集团以及美国高通公司和美国布朗大学合作开发的。Thales公司声称是唯一参加竞争的技术公司，为国防、航空和数字身份市场提供服务。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3095933.html?templateId=520429
12岁比利时神童获得了量子物理学硕士学位
2022年7月，12岁的Laurent Simons以88%的平均成绩获得了量子物理学硕士学位。一年前，这位天才少年获得了比利时安特卫普大学的物理学士学位。
Laurent Simons的智商高达145，他计划开始学习医学，并有志于在未来参与人造器官的开发。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3095934.html?templateId=520429
量子信息科学家Andrew Landahl获得2021年度欧内斯特·奥兰多·劳伦斯奖
桑迪亚国家实验室量子信息科学家Andrew Landahl获得了2021年度欧内斯特·奥兰多·劳伦斯奖，这是美国能源部颁发给在职业生涯中期科学家的最高科学荣誉。表彰其对量子计算的开创性贡献，包括转换量子纠错协议和解码算法的发明，在量子计算技术和量子编程语言的发展中发挥了科学领导作用，以及对量子信息科学界的专业服务。他的奖项是量子信息科学领域有史以来的第一个奖项。
劳伦斯奖分为九个类别，旨在表彰处于职业生涯中期的美国科学家和工程师，以表彰他们在支持美国能源部及其计划的广泛使命的研发方面的杰出贡献和成就。劳伦斯奖获得者预计将于2022年9月22日在华盛顿特区举行的仪式上获得奖章和奖金。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3100232.html?templateId=520429
明尼苏达大学获得140万美元资助，用于研究拓扑量子计算
美国明尼苏达大学双城分校（UMN）领导的团队获得了凯克基金会(W. M. Keck Foundation)的140万美元资助，用于研究一种结合量子物理学和生物化学的新工艺。如果成功，这项研究可能会导致量子计算领域的重大突破。该项目是明尼苏达大学每年向凯克基金会提交的两个提案之一，也是该大学20年来收到的第一笔此类资助。
研究人员研究了一种试图使量子器件更稳定的方法，即通过结合半导体和超导体来获得称为马约拉纳模式的鲁棒状态，但这种方法十分具有挑战性并且迄今为止尚无定论，因为它需要非常高纯度的半导体。领导该项目的明尼苏达大学物理与天文学学院副教授Vlad Pribiag提出了一个新想法，可以产生稳定的马约拉纳量子结构，即利用DNA纳米组装的最新进展，结合磁性纳米粒子和超导体，以检测马约拉纳，这是一种理论粒子，可能是保护量子信息和创造稳定量子器件的关键要素。该项目名为“通过DNA可编程分子光刻技术构建拓扑量子架构”，为期三年。Pribiag正在与哥伦比亚大学教授Oleg Gang合作，他的实验室将处理DNA纳米组装部分的工作。
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中国科大和苏黎世联邦理工学院分别首次实现了表面码的重复纠错
由中国科学技术大学的潘建伟院士和苏黎世瑞士联邦理工学院(ETH)的Andreas Wallraff教授领导的两个研究团队首次实现了表面码的重复纠错，使我们离实现实用的量子计算机更近了一步。
QEC方案涉及在多个“物理”量子比特的多体纠缠状态中对单个“逻辑”量子比特的量子信息进行冗余编码，以便这些量子比特之间的比较可以揭示它们中的一个或多个是否发生了变化。用于编码逻辑量子比特的物理量子比特的数量称为代码的距离，随着距离的增加（以增加硬件复杂性为代价），代码在抑制逻辑错误方面会成倍提高。
两个团队率先成功实现了最小（距离为3）纠错表面码。在他们的演示中使用的17个量子比特中，有9个用于编码逻辑信息，而8个用于读取所谓的稳定器测量值。这些稳定器测量揭示了哪些量子比特（如果有的话）出现了错误，可以在后处理中纠正这些错误。两个团队表明，通过多轮重复错误检测，可以同时抑制比特翻转和相位翻转错误。在进行纠错后，潘建伟团队将逻辑量子比特的错误率降低了20%。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3085016.html?templateId=520429
中国科大超冷原子量子模拟获重要进展：格点规范场理论热化问题得解
中国科学技术大学与意大利特伦托大学、德国鲁普莱希特-卡尔斯-海德堡大学奥地利因斯布鲁克大学合作，在超冷原子量子模拟研究中取得重要进展。他们使用超冷原子量子模拟器，对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟，首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”，取得了利用量子模拟方法求解复杂物理问题的重要进展。该研究成果发表在《科学》杂志上。
为了解决以往的量子模拟器中相干调控的粒子数太少和无法保证规范对称性约束的两个主要问题，中国科大的研究团队开发了独特的自旋依赖超晶格、显微镜吸收成像、粒子数分辨探测等量子调控和测量技术，在超冷原子量子模拟器中提出并实现了光晶格中原子的深度制冷，解决了量子模拟器温度过高缺陷过多的问题，实验制备了近百个原子级别的规模化量子模拟器，首次实现了利用大规模量子模拟器对格点规范场理论量子相变过程的实验模拟，验证了过程中的规范不变性。在以上研究的基础上，通过实验和理论结合，该团队将系统制备到远离平衡的初态，首次实验研究了规范对称性约束对量子多体系统热化动力学的影响，并且观测到具有相同守恒量的不同初态热化到同一个平衡态的过程，验证了热化过程造成的量子多体系统初态信息的“丢失”，建立了规范场理论早期非平衡动力学与最终热平衡态之间的联系，在使用规模化的量子模拟器求解复杂物理问题的道路上取得了重要进展。
该团队将进一步使用量子模拟的方法研究具有其他群对称性的、更高空间维度的规范场理论模型，研究真空衰变、动态拓扑量子相变等物理难题。
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中国科大郭光灿团队在容错量子计算方面取得进展
中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室郭光灿院士团队的李传锋教授组利用两个纠缠光子的空间模式构建了一个实验平台，并直接观察到了所研究量子电路的容错阈值。该研究成果发表在《光科学与应用》上。
由于物理量子比特由每个光子的空间模式的重合计数表示。两个逻辑量子比特通过对物理量子比特的相应操作进行编码和操作。人为导入的错误率具有极高的精度，可以扫描覆盖阈值的错误率范围。当编码电路的成功输出概率高于非编码电路的成功输出概率时，就可以确定阈值的确切值，这得到了逻辑空间中的单量子比特和双量子比特操作的强结果的支持。
除了促进可扩展系统中容错量子计算的研究外，这项工作还有助于其他量子信息任务，例如纠缠纯化和长距离量子通信。通过观察错误率阈值，可以了解容错协议的详细框架，判断容错是否成功。该光学平台的性能包括：（1）高精度操作；（2）易于导入人为错误并调整其速率;（3）呈现容错过程中每一步的直线模式;（4）容错编码电路和非编码电路易于实现。
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中国科大实验检验量子网络的非局域性
中国科学技术大学郭光灿院士团队在非局域量子网络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Armin Tavakoli博士等人合作，使用超纠缠实现基于对称联合测量的纠缠交换，并研究双局域贝尔不等式（Bilocal Bell inequality）和全量子网络非局域性（Full network nonlocality）。该研究成果发表在《物理评论快报》上。
研究组首先制备出一个超纠缠对，产生的两个光子的态分别在偏振自由度和路径自由度存在纠缠。然后，在同一个光子的偏振自由度和路径自由度通过一个通用量子线路来实现任意的对称联合测量。由于同一个光子的不同自由度之间可以实现确定性的控制门，研究组经过自行设计的偏振-路径交换装置确定性实现了任意的对称联合测量。实验结果表明研究组实现的对称联合测量保真度达到了97.4%。研究组利用对称联合测量实现了纠缠交换，并研究了双局域贝尔不等式（Bilocal Bell inequality）和全量子网络非局域性（Full network nonlocality）。实验结果展示了与标准贝尔态测量的非局域量子网络完全不同的性质。
该成果迈出了超越基于标准贝尔态测量的非局域量子网络的第一步，证明了不同的纠缠测量会构造出不同优势的非局域量子网络，为构建不同结构的非局域量子网络提供一种技术路线。
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中国科大在《现代物理评论》上发表空间量子实验综述论文
近期，中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、陆朝阳、曹原应邀在国际物理学权威综述期刊《现代物理评论》上发表题为“基于‘墨子号’卫星的空间量子实验”（Micius quantum experiments in space）的长篇综述论文。
该论文从量子信息理论的基本概念、早期量子通信和量子信息相关原理性实验、面向卫星的地面大空间尺度验证实验，以及“墨子号”卫星从立项、研制、在轨运行到最终在国际上率先完成一系列星地量子科学实验，进行了系统性的阐述和总结。同时，该综述论文还对国际空间量子科学的研究进展进行了梳理。“墨子号”的成功激励了国际空间量子科学的研究热潮，美国、欧盟、日本等国际上的各方力量随后皆开始探索自己的广域量子通信之路，提出或加速了一系列空间量子科学布局。论文的最后，对于进一步构建覆盖全球的量子通信网络和基于空间平台的量子物理基础研究进行了前瞻性的展望，表明“墨子号”系列实验开启了利用空间平台开展量子信息和量子物理前沿研究的广阔天地。
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电子科大发表新型宣布式单光子源研究成果
近日，电子科技大学郭光灿院士和周强教授团队与中科院上海微系统所尤立星研究员合作提出并原理验证了铌酸锂基片上频分复用宣布式单光子源方案，首次实现了光纤通信波段频分复用宣布式单光子产生，将该波段单光子的产率、纯度、不可区分性等综合指标提升到新的阶段。相关研究结果发表在《Photonics Research》上。
该团队提出的铌酸锂基片上频分复用宣布式单光子源的原理方案如图所示。该方案基于近年来迅猛发展的铌酸锂晶体薄膜（LNOI），提出可利用微纳光学工艺在LNOI上制作出周期极化波导、阵列波导光栅、光学延迟线、相位调制器、波导耦合单光子探测器等单元器件，进一步通过光电子引线键合工艺实现泵浦激光和频分复用移频装置的单片混合集成，便可实现片上频分复用宣布式单光子源。
为验证铌酸锂基频分复用宣布式单光子源方案的可行性，该团队基于分立铌酸锂器件进行了原理性实验论证。同时，他们基于周期极化铌酸锂波导模块、线性单光子移频铌酸锂器件，在光纤通信波段实现了三个频域模式上宣布式单光子的产生和复用。实现的频分复用宣布式单光子源在同等光子产率下，达到了迄今最高的单光子纯度。同时，该团队首次实验测试了频分复用宣布式单光子的不可区分性，通过测试宣布式单光子与衰减激光脉冲间的Hong-Ou-Mandel干涉，证实了频分复用宣布式单光子具有很好的不可区分性。上述研究工作将进一步为频分复用宣布式单光子源在光量子信息技术中的应用打下坚实基础。
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科学家将光纤集成量子存储器的存储时间增加了1000倍
来自西班牙光子科学研究所（ICFO）、意大利国家研究委员会光电子与纳米技术研究院（IFN-CNR）和英国赫瑞瓦特大学的研究人员证明了光纤集成量子存储器和电信波长光子之间的纠缠。该研究成果发表在《科学进展》上。
研究团队在实验中使用掺有镨的晶体作为其量子存储器，然后将波导激光写入存储器内，这是晶体内的微米级通道，将光子限制和引导在狭窄的空间中。两根相同的光纤连接到晶体的两侧，以在携带量子信息的光子和存储器之间提供直接接口。这种实验装置实现了量子存储器和光子源之间的全光纤连接。
通过这种新装置，他们能够存储2µs到28µs的光子，并在存储后保持光子对的纠缠。所获得的结果有了显著改善，因为该团队展示的纠缠存储时间比迄今为止使用的任何其他以前的光纤集成设备长1000倍（三个数量级），并且接近在大容量量子存储器中观察到的性能。
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科学家使用等离子体纳米天线实现了高性能单光子源
在最近的《Nano Letters》的一篇论文中，艾克斯-马赛大学的研究人员介绍了一种专用的等离子体纳米天线设计，以捕获单个胶体量子点并增强其单光子发射。纳米光学捕获自动将量子发射器定位在发射增强最大的纳米天线热点处。该新型纳米天线设计实现了迄今为止报告的单个量子点的最高陷阱刚度，从而降低了陷阱强度并减轻了热效应。
量子技术的关键组成部分是具有高亮度和亚纳秒寿命的单光子源。研究人员使用等离子体纳米天线同时捕获单个胶体量子点并增强它们的光致发光。纳米光学捕获自动将量子发射器定位在纳米天线热点处，无需进一步处理。其专用纳米天线设计为量子点捕获实现了0.6 (fN/nm)/mW的高捕获刚度，以及2mW/μm2的相对较低的捕获功率。纳米天线捕获的单量子点的发射显示亮度增加了7倍，闪烁减少了50倍，寿命缩短了2倍，且明显的反聚束低于0.5，证明了真正的单光子发射。将纳米光镊与等离子体增强相结合是量子技术和单个纳米物体光谱学的有前途的途径。
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科学家提出了一种受量子干涉启发的激光雷达
英国格拉斯哥大学的研究人员提出了一种受量子干涉启发的激光雷达（LiDAR）方法——双光子干涉LiDAR。该项研究发表在《光学快报》上。
该方法无需高水平的稳定性即可实现光学相干层析成像深度分辨率，展示了深度成像能力，有效脉冲响应为70μm，从而允许以比传统LiDAR方法更高的分辨率识别测距和多次反射。这种增强的分辨率为LiDAR在三维面部识别、小特征检测/跟踪以及增强更复杂的飞行时间方法的能力开辟了道路。
研究人员通过使用该方法检测一块约2毫米厚的玻璃的两个反射面，证明了它的高深度分辨率。他们还使用新方法创建了具有7μm深度分辨率的20便士硬币的详细3D地图。这表明该方法可以捕获区分关键面部特征或人与人之间其他差异所需的详细程度。且该方法在单光子水平上也能很好地工作，这可以加强用于非视线成像或通过高散射介质成像的更复杂的成像方法。
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为6G通信开发的基于量子点的太赫兹探测器
由深圳大学、南京邮电大学和国防科技大学文理学院组成的研究团队制造了基于硫化铅（PbS）量子点微轮阵列的太赫兹探测器，作为传统太赫兹探测器的改进版，其性能在室温下得到增强。该项研究发表在《ACS Photonics》上。
基于量子点的微轮阵列探测器在0.14到0.28太赫兹的6G技术通信频率下进行了测试，其结果显示，电流响应度在每瓦特3.12至4.67安培之间。其在6G技术中显示出比量子点薄膜高9倍的电流响应率。在6G技术中，探测器在0.14和0.28太赫兹之间的通信频段的噪声等效功率值为6.61×10–13 W/√Hz和1.88×10–14 W/√Hz。在本研究中，胶体量子点被用作活性层来制造一个三维微结构阵列，以引入表面等离子体激元效应，以增强对太赫兹场的限制效应。结合太赫兹场的增强限制效应和会聚太赫兹波的凹结构，导致低等效噪声功率和高响应。与没有三维亚波长结构的器件相比，具有该结构的器件提高了自由载流子浓度，并降低了太赫兹传输，导致光调制深度约为50%。
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物理学家利用混合量子比特构建可扩展的通用量子计算机
由非营利机构MITRE的理论物理学家和量子专家Gerry Gilbert领导的物理学家团队正在研究量子登月计划——其任务是构建可扩展的通用量子计算机。该项计划已进行三年，包括与来自麻省理工学院Dirk Englund团队和桑迪亚国家实验室MattEichenfield团队的实验物理学家合作。
为了控制其量子比特光子部分的量子力学状态，科学家们在其芯片上设计了称为悬臂梁的微观尺寸设备，以使它们能够调制构成量子比特光子部分的光的状态。
为解决设备运行时的散热问题，研究团队还提出了一种使用CMOS电路的新方法，可以由代工厂以工业规模制造。该团队利用先进的半导体制造技术开发了一种新型光学芯片，用于连接单个光子和单个电子之间的量子信息。为了通过自旋存储器之间的光缆路由光子，这些芯片必须被开发为在绝对零度的1°C内运行。与耗散10毫瓦的热光学控制方法不同，该小组的新方法耗散的是纳瓦级，降低了散热。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3100244.html?templateId=520429
物理学家利用量子“时间反转”来测量振动原子
麻省理工学院的物理学家通过让粒子经历两个关键过程：量子纠缠和时间反转，显著放大了原子振动中的量子变化。当研究人员有效地重绕原子振荡的磁带时，原子振动的任何变化都被放大了，因而可以很容易地被测量到。该项研究发表在《自然物理学》上，该团队证明了这项名为“SATIN”（通过时间反转进行信号放大）的技术是迄今为止开发的测量量子涨落最灵敏的方法。
该团队使用400个超冷镱原子做研究实验，云层的原子数从50到400个不等，并将该实验重复了数千次，每次研究人员都能观察到量子信号的预期放大。他们发现其纠缠系统比类似的未纠缠原子系统灵敏15倍。如果他们的系统应用于当前最先进的原子钟，它将把这些时钟所需的测量次数减少15倍。该技术可以将当前最先进的原子钟的精度提高15倍，使其计时非常精确，以至于在整个宇宙时代，时钟的误差将小于20毫秒。该方法还可用于进一步聚焦在检测引力波、暗物质和其他物理现象的量子传感器。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3100245.html?templateId=520429