周报丨后量子算法SIKE被破解；全球首个量子技术猎头部门成立

光子盒研究院出品

01

本周头条

This week's headlines

NIST第4轮候选后量子标准算法SIKE已被破解

NIST于7月公布了第一批将被标准化的算法，以及将在第4轮期间进行分析的其他算法，其中SIKE是在第4轮中被选中进行进一步研究的算法，它是一种密钥封装(KEM)算法。

来自比利时鲁汶大学的研究人员表示，他们能够在大约一小时的时间内，通过Magma程序使用单核处理器找到安全级别1的SIKEp434的有效密钥恢复攻击。

有些时候，缺陷可以通过对算法的小修改来解决，但如果不能修复，那么SIKE算法将不再被考虑选为后量子标准算法。

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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3184627.html?templateId=520429

高级猎头公司成立全球第一个量子技术猎头部门——Psirch

8月4日，高级猎头公司Berkhemer Clayton宣布成立了一个独立部门——Psirch，致力于为量子技术行业、其战略合作伙伴和寻求早期使用量子技术的公司提供服务。

凭借其新部门，Berkhemer Clayton还旨在成为“量子女性”运动的积极力量，该运动目前已获得了相当大的支持。

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Peter Shor最新论文：量子货币将取代基于区块链的加密货币

麻省理工学院（包括Peter Shor）和哈佛大学的研究人员找到了创建任何人都可以验证的量子货币的方法，使其完全去中心化，无需区块链来安全地记录交易。

这种新方法的安全性来自一种能够抵抗量子计算机攻击的后量子加密形式。该方法是将随机格编码为一个量子货币单位的量子特性中，也许是一个原子阵列。任何想要复制这笔资金的人都必须复制这个随机格。但这只有在已知最短向量的情况下才能完成，这项任务甚至量子计算机都无法完成。

这保证了资金的安全，且也很容易验证，因为格的量子态具有任何用户都可以测试的特定属性。这一切都由买卖双方完成，无需任何交易记录。所有权验证可以在本地和离线完成，无需通过区块链等机制进行全球同步。

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Quantinuum首次实验展示逻辑量子比特性能优于物理量子比特

霍尼韦尔旗下量子计算公司Quantinuum的科学家团队报告了一项重要的研究进展，该进展表明逻辑量子比特可以胜过物理量子比特，首次展示了在两个逻辑量子比特之间的纠缠门，并以完全容错的方式使用实时纠错。这也是首次展示了比相应的物理电路具有更高保真度的逻辑纠缠电路。该演示为实现可扩展性、量子比特效率和容错所需的更少电路提供了一条途径。

该团队对逻辑量子比特上容错纠缠门的两种不同实现进行了描述和比较。在第一种情况下，他们使用了一个12量子比特的俘获离子量子计算机，使用量子纠错码在两个逻辑量子比特之间实现了一个非横向逻辑CNOT门。在第二种情况下，使用20量子比特的俘获离子量子计算机在两个逻辑量子比特上实现横向逻辑CNOT门。

这两个代码是在不同但相似的设备上实现的，在这两种情况下，所有量子纠错原语，包括通过解码确定校正，都是在运行时使用与量子处理器紧密集成的经典计算环境实现的。该研究展示了多轮量子纠错对单个逻辑量子比特的应用。

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国内首个原子量子计算云平台——“酷原量子云”即将上线

7月30日，记者从武汉量子技术研究院获悉，国内首个原子量子计算云平台——“酷原量子云”即将上线，用户可以通过互联网连接服务器，模拟原子量子计算机，感受其独特的算力。预计于今年年底发布国内首台100+比特的原子量子计算原型机，用户无需模拟就可以在云平台上进行基于真实原子体系的各种科学和应用研究。这是武汉量子技术研究院与中科酷原科技(武汉)有限公司加快产学研深度融合、加大关键核心技术攻关的重大成果。

“中科酷原开发的100+比特原子量子计算原型机在指标上达到国际一流。”武汉量子技术研究院副院长、中科院精密测量院首席科学家詹明生研究员介绍，高校、科研院所、企业都可以在这个平台开展科研工作，分享先进成果带来的便利。通过“云平台”，用户可以在真实的物理量子比特上验证想法或优化算法，研究新奇的物态，探索科学的边界。

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02

战略政策

Strategy &Policy

美国参议院通过2800亿美元《芯片法案》，量子计算成为重点领域

7月27日，美国参议院以64票对33票，通过了规模高达约2800亿美元的《芯片法案》。该法案除了对半导体行业进行补贴外，还有一大笔资金将用于量子计算等前沿科技领域的研发。其中包括为布鲁克海文国家实验室等能源部国家实验室注入新资金，该项资金将推动研发，包括量子计算、人工智能等关键技术领域。

这部《芯片法案》是一项两党妥协后的结果。议员们之前花了近一年半的时间，试图就一项更加雄心勃勃的与大国竞争的法案达成一致。

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五角大楼：美国需要重新考虑为量子技术的发展提供资金

据五角大楼官员表示，美国需要重新考虑如何为量子技术的发展提供资金，并解决巨大的不确定性。

美国国防部研究与工程副部长办公室量子科学首席主任John Burke在ExecutiveBiz量子技术论坛上指出，自1990年开始，国防部就一直在追求量子信息科学的布局。尽管围绕这项技术进行了大量宣传，但构成超现代系统的许多组件仍处于起步阶段，实现量子成功也将在很大程度上依赖于公私合作伙伴关系，因为不同的中心开发可能需要随着技术的发展而协同工作的专业平台。Burke还指出近期和未来的融资存在不确定性。

目前，美国政府和行业最关注的焦点是两种类型的量子技术，即低温稀释制冷机下的微波链路和使用光子作为某种载体的量子比特。在完全实现可扩展的量子系统之前，还有许多未知问题需要解决。

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HCL Technologies和悉尼量子学院合作开发量子技术生态系统

全球领先的科技公司HCL Technologies与悉尼量子学院(SQA)签署了一份备忘录(MoU)，以帮助加速量子技术生态系统在澳大利亚的发展。SQA由麦考瑞大学、新南威尔士大学、悉尼科技大学和悉尼大学组成，并得到了新南威尔士州政府的支持，其愿景是建立澳大利亚的量子经济。

通过这种产学合作，为量子技术领域的学生创造教育和发展机会，并将HCL的多样化和庞大的客户群与不断增长的悉尼量子社区联系起来。HCL正在帮助企业和合作伙伴通过准备创新的生态系统利用量子技术带来的新兴机遇。SQA的计划旨在发展提供这些未来应用所需的专业知识和劳动力，并帮助企业为新兴技术做好准备。MoU为HCL和SQA提供了一个平台，以探索建立能力和意识的机会。

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纽伦堡大学量子研究团队获得300万欧元资助

到2025年，由纽伦堡大学(FAU)的11名研究人员组成的团队将获得大约300万欧元的资金，此项资助是作为慕尼黑量子谷计划的一部分，旨在促进巴伐利亚自由州的量子科学和量子技术。其项目“用于实现量子计算和量子传感的量子测量和控制（QuMeCo）”将掀起对量子计算、传感和成像的基础研究热潮，并在光和物质领域以新的方式结合物理和电气工程。

QuMeCo将FAU在光和物质物理领域的独特专业知识与其在电气工程方面的专业知识结合在一起。其目标之一是为下一代超导量子计算机奠定基础。该研究团队将开发尽可能接近量子芯片的微波电路。还将在埃尔朗根(Erlangen)建立一个创新实验室，用于在极低温度下对此类电路进行表征。此外，研究人员正在试验新型量子光源和探测器，并利用纠缠光子的特殊特性来研究新技术。他们还使用色心作为高度敏感的量子传感器，以全新的光学分辨率水平描绘电场和磁场以及分子的电化学和光化学反应。

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英国两所高校的金刚石量子技术项目获得50万英镑资助

英国华威大学和伦敦大学学院的一个新项目旨在回答量子物理学的一个基本问题，尝试使一个金刚石同时存在于两个位置的叠加中。该项目获得了50万英镑资助，由英国科学和技术设施委员会从其量子技术促进基础物理学计划中拨款。

华威大学的物理学家将使用微小的合成金刚石，称为纳米金刚石，其直径只有一微米，以探索更大的物体是否可以表现出量子行为。研究人员将与元素六集团(Element Six)和卡迪夫大学合作，制造具有单一精确缺陷的纳米金刚石。

研究人员认为，使用这种实验装置，纳米金刚石将进入与其自旋态叠加相对应的相反方向运动的叠加，因此同时处于两个位置的叠加。

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03

量子计算

Quantum Computing

金刚石量子计算实现通用完整量子门

近日，日本横滨国立大学的研究团队通过结合微波操纵和原子和分子跃迁频率的局部光学偏移，使用金刚石中的氮空位中心操纵电子自旋来证明对量子比特的控制，他们能够将依赖于激光器的光学方法与微波相结合，以克服先前的限制。研究成果以《金刚石自旋上的光学可寻址通用完整量子门》为题发表在《自然-光子学》杂志上。

研究人员还能够证明，这种对电子自旋的控制反过来可以控制氮空位中心氮原子的核自旋以及电子和核自旋之间的相互作用。这表明可以在没有布线问题的情况下精确控制量子比特。这为大规模量子处理器和量子存储器铺平了道路，有助于开发大规模量子计算机。此外，研究人员能够在电子和核自旋之间产生量子纠缠，这允许与光子进行量子比特间连接，最终将需要更少的计算能力，并能够通过量子隐形传态的原理将信息传输到量子处理器和量子存储器。该方法满足所有DiVincenzo标准，这是量子计算机运行所需的标准，包括可扩展性、初始化、测量、通用门和长相干性。它还可以应用于Stark偏移之外的其他磁场方案，以在这些场景中单独操纵量子比特，并且可以防止常见类型的计算错误，例如门错误或环境噪声。

通过进一步提高单个量子运算和纠缠运算的分辨率，可以实现大规模集成金刚石量子计算机、量子存储和量子传感器，还将提高长距离量子通信和分布式量子计算机网络或量子互联网的量子中继网络的数据传输能力。

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Phasecraft获得两项英国量子计算资助

8月2日，量子算法公司Phasecraft宣布，已获得英国研究与创新部门（UKRI）的两项研究资助，这是Innovate UK（英国技术战略委员会的“创新英国”项目）提供的商业化量子技术挑战的一部分。

Phasecraft将与英国电信和量子计算公司Rigetti Computing合作，领导一个资助项目，专注于开发近期量子计算，以解决硬优化问题和约束满足问题，包括网络设计、电子设计自动化、物流和调度在内的一系列领域的计算问题，这些问题的特点是需要在成倍增长的潜在解决方案中找到一个解决方案。

授予Phasecraft的第二笔赠款用于支持近期量子计算的发展，以模拟光伏材料建模中目前难以解决的问题。Phasecraft与伦敦大学学院和牛津光伏公司合作领导该项目，该奖项将有助于开发适合光伏行业实际需求的建模能力。

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Rigetti获得美国军方290万美元合同，用于量子应用基准测试

量子计算公司RigettiComputing的子公司被美国国防高级研究计划局(DARPA)选中，开发大规模量子计算机上的量子应用性能基准，悉尼科技大学、阿尔托大学和南加州大学与Rigetti一起参与该项目。该团队将在三年内获得290万美元，但必须达到某些里程碑。

该计划旨在更详细地了解量子比特错误是如何发生的，这些错误如何影响目标应用程序的性能，并准确估计量子硬件和软件需要如何发展以满足关键性能阈值。该研究将致力于开发比目前可用的简化模型更详细的量子比特错误模型，并创建一些用于量子性能分析的首批自动化软件工具。

该合同是DARPA量子基准测试计划的一部分。其目标是重新发明关键的量子计算指标，使这些指标可测试，并估计达到关键性能阈值所需的量子和经典资源。该项目为期三年，第一阶段于2024年2月结束。

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本源量子与复旦大学合作在分子晶体结构预测上获新进展

近日，本源量子研发团队和复旦大学的张俊良教授团队合作，利用量子叠加态的并行计算能力设计出新的分子晶体结构预测算法，证明了量子计算可以帮助化学家们用比传统建模方法更精准的方式，来预测晶体的分子结构。

本源量子团队利用量子近似优化算法（QAOA）对全局最小偶极能量和的选取进行了平方级加速，通过将问题编码为组合优化问题，为解决分子晶体结构预测难题铺平了道路。该团队还采用了一种被称作量子交替操作算法的QAOA变种，通过选择合适的初始量子态和量子操作，保证了最后结果一定落在可行解空间中，而无需添加惩罚项。这一方法不仅摆脱了超参数选择的困难，也极大提升了优化效率。此外，该团队在不使用额外量子比特的基础上成功构造出了需要的最初量子态。通过XY混合层，仅仅使用了两层QAOA线路，就以100%的最优解概率在nitrofurazone晶体数据中成功得到了与经典遍历方法相同的结果。研究人员还额外对比了XY混合层的两种实现方式（全连接complete、环形ring）与传统QAOA混合层（X）的表现，上图中横轴为量子门个数。可以看到，在相同的量子门数量时，XY混合层的效果要远好于传统的QAOA算法。

未来，本源量子团队与复旦大学将在该领域继续展开合作探索，通过对参数优化方式、编码方式、量子线路的排布等技术研究，实现量子算法在含噪声量子芯片上的落地，将进一步提供在线SAAS药物设计初筛、药效评估等模块，实现药物分子晶体结构在线预测和晶格能预测等功能，推进量子计算在生物医药领域的应用落地。

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伯克利实验室报告了针对量子计算优化SWAP网络

美国劳伦斯伯克利国家实验室的高级量子测试平台(AQT)和量子计算软件公司Super.tech的研究合作伙伴展示了如何优化ZZ SWAP网络协议的执行。该团队还引入了一种用于减少量子错误的新技术，将改进网络协议在量子处理器中的实施。其实验数据发表在《物理评论研究》上，在短期内增加了更多使用基于门的量子计算实现量子算法的途径。

该研究合作伙伴使用Super.tech的SuperstaQ软件，使科学家能够精细地定制他们的应用程序并自动编译AQT的超导硬件的电路，特别是对于大多数硬件系统不可用的原生高保真受控S门。这种具有四个传输量子比特的智能编译方法允许SWAP网络比标准分解方法更有效地分解。ZZ SWAP门网络只需要量子比特之间的最小线性连接，无需额外的耦合，因此它为高效执行量子算法提供了实际优势，例如量子近似优化算法(QAOA)，其技术通过执行QAOA电路在高级量子测试台上进行了实验验证，以找到具有各种随机采样参数的两节点和四节点Sherrington-Kirkpatrick自旋玻璃模型的基态。并观察到，在超导量子处理器上的四个传输量子比特上，深度p=1的QAOA的误差平均减少了60%。

作为实验的一部分，该团队还引入了一种称为等效电路平均的新技术，该技术将SWAP网络的各种参数随机化以生成许多逻辑等效电路。这些实验优化使QAOA的性能准确度提高了88%。研究人员希望继续探索和改进这项工作中的方法，并将其应用于其他应用。

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Quantinuum研究表明，量子计算机可以模拟无限多的混沌粒子

Quantinuum公司的研究团队设计了一种模拟算法，使量子计算机能够用很少的量子比特模拟一个无限长的相互作用的类电子粒子链。

研究人员使用了由带电镱原子制成的量子比特，并对它们进行了编程以运行新算法，该算法模拟了一个相互交互的粒子链。研究人员在捕获离子量子处理器中对这种全息技术进行了基准测试，该处理器使用11个量子比特来模拟无限纠缠态的动力学。他们观察了量子混沌和相关性的光锥传播的特征，并发现与实现模型的无限尺寸限制的理论预测具有极好的定量一致性，并且具有最少的后处理或错误缓解。

结果表明，量子张量网络方法与最先进的量子处理器能力相结合，为在短期内与科学技术直接相关的问题提供了实用量子计算优势的可行途径。新算法的下一个测试将是模拟传统计算机无法处理的系统，例如二维材料中的粒子。

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中性原子量子计算进展：捕获原子的新方法

美国国家标准与技术研究院（NIST）与美国天体物理联合实验室（JILA）合作，该研究团队首次证明可以使用一种新型的小型化版本的“光镊”（一种使用激光束作为筷子来抓取原子的系统）捕获单个原子。该研究成果发表在《物理学评论X辑-量子》上。

NIST团队使用了一个长约4毫米的方形玻璃晶片而非典型的透镜，上面印有数百万个高度只有几百纳米的柱子，它们共同充当微小的镜头。这些被称为超表面的压印表面聚焦激光以捕获、操纵和成像蒸汽中的单个原子。与普通的光镊不同，超表面可以在被困原子云所在的真空中运行。首先，具有特别简单形式的入射平面波会撞击成组的微小纳米柱。纳米柱的分组将平面波转换为一系列小波，每个小波都与它的邻居稍微不同步。结果，相邻的小波在稍微不同的时间达到它们的峰值。根据入射平面光波撞击纳米柱的角度，小波会聚焦在略微不同的位置，从而使光学系统能够捕获一系列位于彼此略微不同位置的单个原子。

研究团队分别捕获了九个单一的铷原子。通过使用多个超表面或一个具有大视场的超表面来扩大规模，应该能够限制数百个单一原子，并且可以引领使用芯片级光学系统常规捕获原子阵列的方式。通过以精确的精度聚焦光，超表面可以将单个原子引导到特殊的量子态，为特定的原子捕获实验量身定制。

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量子物理学家Timothy Proctor被美国能源部授予早期研究生涯奖

近日，美国能源部科学办公室最近授予了桑迪亚的量子物理学家Timothy Proctor早期研究生涯奖（Early Career Research Program Award），他正领导一个新的研究项目，将训练一种算法来发现可能导致错误的其他模式和结构。该项目将帮助量子计算机科学家编写更好的程序，减少失败的频率。美国能源部将在未来五年内，支持该项目。

Proctor自加入桑迪亚以来，他一直在量子性能实验室工作，此次的早期研究生涯奖将使他能够扩大自己的团队。

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国际计算机协会（ACM）发布《量子计算与模拟》报告

近日，国际计算机协会技术政策委员会（ACM TPC）刚刚发布了《量子计算与模拟》报告，这是ACM的第四份技术简报，就特定技术发展对计算及其应用的影响提出了基于科学的观点。

该简报强调量子模拟是量子计算的一个分支，受到的关注相对较少，但它将带来显著的社会和个人风险，并严重影响公共政策。其中，媒体和政策制定者对未来量子计算机的理论化加密破解能力的强烈关注，已经掩盖了当今量子模拟技术的可行性和实际潜在后果。

该简报中的主要结论包括：量子模拟是量子技术革命中一个不太为人所知的分支，必须进行规划以实现其巨大的前景价值；由于量子模拟器可能比通用量子计算机开发得更早，因此需要立即进行相应规划；战略投资和政府监督与控制对于确保量子模拟的好处、降低其可预见和不可预见的风险至关重要。

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南方科技大学在超导量子比特的量子控制领域取得重要进展

近日，南方科技大学量子科学与工程研究院助理研究员徐源和副研究员燕飞等合作在超导量子比特的量子控制领域取得新进展，提出并实现了一种可扩展的消除比特间残余ZZ相互作用的方法。该研究成果发表在《物理评论快报》上。

该研究团队基于耦合器连接的超导量子比特可扩展架构，提出了一种完全消除超导量子比特间残余ZZ相互作用的新的操控方法。该方法通过对耦合器施加一个选择性的失谐驱动来微调整个系统的能级结构，从而能有效地实现对残余ZZ相互作用的完全消除。实验中观察到此方法对两比特间闲置门操作的错误率有5倍左右的抑制，达到了退相干极限。相比于已有的一些方案，该方法的直接控制对象是耦合器，因而可以对每一对耦合的比特进行独立的调控，具有明显的扩展性优势，且同时兼容可调或不可调耦合架构，有望在未来大规模超导量子处理器中发挥重要的作用。

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图灵量子推出业内首个基于量子机器学习的量化策略平台——QuQuant

近日，图灵量子团队推陈出新，推出业内首个基于量子机器学习的量化策略平台——QuQuant，该平台掌握金融AI技术，不断适应量子算法独有的数据存储系统、决策交易系统、分析反馈系统，可在短时间内利用相关算法从历史海量数据中找出潜在规律，产生预测模型，指导投资者进行投资。

目前QuQuant平台已完成一期建设，完善了包含交易策略开发模块、回测模块和交易数据存储模块的主要底层模块，致力于落实金融数值的可视性、确保海量数据处理的精密性、深度测试三大功能的稳定性和交互性。基于量子金融的优势，QuQuant预设了4个量子计算赋能的策略模板，由量子支持向量机、量子卷积神经网络、量子门控循环单元、量子贝叶斯网络四个算法为基础发展的量化交易策略。

QuQuant入口：

https://finq.turingq.com，选择[产品中心]-[量化交易策略]

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从化学入手，研究人员开发了一种构建量子计算机的新方法

由加州大学洛杉矶分校和哈佛大学组成的研究团队已开发出了一种全新的策略来构建量子计算机。虽然目前最先进的技术是使用电路、半导体和其他电气工程工具，但该团队从化学的角度着手，利用基于化学家定制设计原子构建块的能力来构建量子计算机，当它们组合在一起时，可以控制较大分子结构的特性。该研究成果发表在《自然化学》上。

分子设计原则为用较小的原子组增强分子以实现所需的特性或功能提供了指导。研究团队证明了这些概念可用于创建一个光学循环中心，即Ca(I)-O单元，该单元可以连接到许多芳香性配体上，从而能够在不改变分子振动的情况下从所得分子中散射许多光子状态。这种能力在量子态的制备和测量以及激光冷却和捕获中发挥着核心作用，因此是许多量子科学和技术应用的先决条件。

研究团队还提供了进一步的分子设计原则，表明能够优化这项工作并将其扩展到更广泛的分子类别。这代表了朝着量子官能团(functional group)迈出的一大步。

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世界经济论坛：用人工智能和量子计算解决抗生素耐药性

根据2019年的联合国报告，到2050年，耐药病原体每年可能导致1000万人死亡。因此，解决抗生素耐药性成为了最近开设的牛津大学流行病科学研究所的主要任务之一。在下一代人工智能(AI)和即将到来的量子计算的帮助下，它将专注于寻找细菌尚未遇到或难以克服的新药。

最近发表在《Nature Biomedical Engineering》的一篇研究中，人工智能辅助搜索新的、有效的、无毒的肽在短短48天内产生了20种有希望的新型候选物，与新化合物的传统开发时间相比明显缩短。其中有两种用于对抗肺炎克雷伯菌的新型候选药物，这是一种常见于医院的细菌，会导致肺炎和血流感染，并且对传统抗生素的耐药性越来越强。用传统的研究方法获得这样的结果需要数年时间。

IBM、联合利华和英国科学和技术设施委员会之间的合作工作，帮助了研究人员更好地了解抗菌肽联合利华已经利用这些新知识创造了能够增强这些天然防御肽效果的消费产品。生成模型会根据现有数据创建一个可能的新分子，然后使用高性能计算机来模拟这个新的候选分子以及它应该与它的邻居发生的反应，以确保按预期执行。未来，量子计算机可以进一步改进这些分子模拟。

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04

量子通信与安全

Quantum Communication & Security

Cloudflare启动后量子密码实验，以防范未来的量子计算机

美国CDN服务商Cloudflare正在启动一项后量子实验，网站所有者都可以报名注册，以增加对两种混合后量子密钥协议（X25519Kyber512Draft00和X25519Kyber768Draft00）的支持，这些密钥协议将与现有的加密方案一起工作，以确保兼容性。

Cloudflare目前使用的后量子密码被称为Kyber，它使用更大的密钥和使用更多的随机存取存储器。如果Kyber单独使用，对网站的连接可能会更快。但在他们此次试验中，使用的是混合模式，所以网站的连接速度会相对慢一些。通过启动这项试验，Cloudflare希望推动后量子密码的采用。

点击下方链接可以查看Cloudflare控制后台的综合步骤。Kyber将在未来几个月接受向后兼容的变化，Cloudflare的实施将改变，以与其他早期采用者兼容。由于变化的速度很快，Cloudflare不能保证长期稳定或持续支持。

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两家量子安全公司SandboxAQ和evolutionQ建立合作伙伴关系

提供人工智能和量子技术SaaS服务的公司SandboxAQ宣布与量子安全网络安全公司evolutionQ宣布建立合作关系，以提供强大的量子安全网络安全产品，保护关键的商业和政府数据免受量子计算机攻击。此外，SandboxAQ还宣布参与了evolutionQ的A轮融资。这也是SandboxAQ对人工智能和量子技术公司的一系列战略投资中的第一笔投资。

SandboxAQ将推广evolutionQ的BasejumpQDN，这是一个管理和保护量子密钥分发交付并优化效率、自适应网络稳定性和减少延迟的软件层。SandboxAQ受益于滑铁卢大学量子计算研究所的前沿研究和人才。同样，evolutionQ将整合和分发SandboxAQ的安全套件和服务，并利用该公司的业务、产品和技术专长。

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SSH产品已采用NIST后量子密码标准算法

美国商务部的国家标准与技术研究院(NIST)选择了第一批将被标准化的算法，这些算法旨在抵御未来量子计算机的攻击，用于标准化的第一阶段。在此阶段，仅选择了Crystals-Kyber一种算法进行密钥交换类别的标准。该算法已经在SSH Communications Security公司的Tectia Quantum-Safe版本使用，该版本已于2022年6月推出。Quantum-Safe版本可以使算法随着标准发展而轻松更改。

Tectia Quantum-Safe结合零信任提供的无密码和无密钥环境功能，是大型跨国企业的可靠且易于使用的选择。

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国内首款量子安全视频加密系统安全新升级

近日，安徽问天量子科技股份有限公司推出了国内首款量子安全视频加密系统，并与中国科学院量子信息重点实验室合作，对该系列产品进行了全面测试，目前可正式面向高安全需求的用户提供量子安全视频加密解决方案。

问天量子此次推出的量子安全视频加密系统严格遵循GB 35114-2017《公共安全视频监控联网信息安全技术要求》进行设计开发，并创新性的将量子技术和经典密码相结合，即使用经过国家密码管理局检测认可的量子随机数生成装置和经过公安部一所检测认可的视频安全转换器、视频信息安全一体机产品，利用量子真随机的特性，将传统的视频安全产品的安全防护能力做了进一步提升。

该系统可确保视频系统中所有用户和设备身份真实可信，信令内容来源可信可靠，确保视频数据完整防篡改，端到端全程加密，在信息传输、转发、存储、下载各阶段视频内容防窃取。

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国际互联网工程任务组：后量子密码在安全传输层协议方面存在缺点

指定使用传输层安全保护互联网流量的专家最近将注意力集中在费城举行的国际互联网工程任务组第114次会议上。一个临时的结论是：大密钥会导致大问题。加密专家希望现在就开发出强大的协议，因为使用Shor等算法的量子计算机将很容易破解当今许多常见加密。

最近美国国家标准与技术研究院（NIST）选择了一种用于密钥交换的算法Kyber和三种用于签名的算法Dilithium-II、Falcon-512和Sphincs+。它们应该能够承受未来的解密攻击。然而实践中，这四种算法生成了明显更大的数据包，更容易在传输过程被拦截。这也是国际互联网工程任务组致力于研究的问题，NIST近期也在进行新一轮竞选寻找更轻量化的算法。

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亚马逊正在为后量子密码的未来做准备

今年7月，美国商务部的国家标准与技术研究院(NIST)从第3轮中选择了第一批将被标准化的算法，其中包括亚马逊（AWS）贡献的SPHINCS+。由亚马逊团队成员参与的SIKE和BIKE，也将在第4轮期间进行分析以实现潜在的额外标准化。

AWS已为后量子混合密钥交换标准草案做出了贡献，并在s2n-tls中实施和部署了该社区开发的规范，该规范在AWS种实施了传输层安全(TLS)协议。

AWS还部署了具有AWS Key Management Service(KMS)和AWS Certificate Manager(ACM)以及AWS Secrets Manager TLS端点的后量子s2n-tls，为在AWS SDK中启用混合后量子TLS以连接这些服务的客户带来后量子加密技术的好处。AWS正在努力实现到2024年在多个AWS服务中为客户提供后量子技术的目标，并为后量子的未来做好准备。

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新的后量子数字签名算法提出：优于NIST第三轮PQC算法

由加拿大卡尔顿大学和量子安全公司Quantropi组成的研究团队提出了一种新的量子安全数字签名算法——多变量多项式公钥数字签名算法（MPPK/DS）。它源于研究团队的多变量多项式公钥（MPPK）密钥封装机制（KEM）算法。该算法旨在抵御针对密钥、选择消息和已知消息攻击，MPPK/DS可以通过多变量多项式和广义安全质数p的优化选择实现美国国家标准与技术研究院的全部三个安全级别。

研究团队对MPPK/DS算法进行了安全分析，使用经典计算，对MPPK/DS的最佳攻击的复杂度为：

而使用量子计算，复杂度为：

研究团队还使用美国国家标准与技术研究院（NIST）认可的基准工具包SUPERCOP对MPPK/DS进行基准测试，与其他后量子密码(PQC)签名方案相比，MPPK/DS实现了相当小的公钥和签名大小，并提供了高效的密钥生成、签名创建和签名验证过程，优于NIST选中的第三轮PQC算法。

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中国科大提出并实现新型量子随机数发生器

中国科大郭光灿院士团队在量子随机数研究领域取得重要原创性进展。该团队韩正甫教授及其合作者王双、银振强、陈巍等提出了一种新型的半设备无关量子随机数发生器协议并进行了实验验证。该协议即使在光源不可信条件下，也无需对探测设备进行表征，使用日常光源即可快速生成安全的量子随机数。该协议全面地提升了量子随机数发生器的安全性与实用性，为半设备无关量子随机数发生器的实用化奠定了坚实基础。该研究成果发表在《物理评论快报》上。

研究团队基于平滑熵的不确定关系和量子剩余哈希定理，提出了一种不需要对测量设备进行表征的新型半设备无关量子随机数发生器协议，并证明了该协议在源端不可信和探测端无表征条件下的安全性。课题组同时使用卤素灯这一日常光源和激光器完成了验证实验，产生的随机数速率与目前商用随机数发生器相当，但安全性显著优于后者。该成果在保证随机数快速生成和系统简洁实用的同时，大幅地降低了对设备可信度和刻画表征的要求，其思想和实现方案对突破高性能、高安全量子随机数发生器的研究瓶颈具有重要推动作用。

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05

量子传感

Quantum Sensing

伯明翰大学量子技术项目获得600万英镑资助

英国伯明翰大学表示，将获得600万英镑的资金，用于解决量子技术的基础研究问题。从反物质引力的探索到暗物质探测，共有17个新项目已获得了英国研究与创新基金会(UKRI)的资助，以支持其现有的量子基础物理技术(QTFP)计划。该计划获得科学技术设施委员会(STFC)和工程与物理科学研究委员会(EPSRC)的联合资助。这些资助旨在展示量子技术如何解决基础物理学中长期存在的问题，从反物质引力的探索到暗物质的探测。

对伯明翰大学的这项资助将会用于开发可用于探测暗物质的原子钟。这将使伯明翰大学的研究人员能实现一种非常冷的激光冷却钙离子晶体，他们将在其中植入一种称为锎的高电荷离子。该晶体将用于将高电荷离子的温度降低到接近绝对零度，这一过程称为交感神经冷却。这是实现基于锎高电荷离子的原子钟的基本步骤。

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量子重力仪首次被用于火山监测

量子重力仪首次被用于检测由火山过程引起的重力变化，这种设备可以在其他技术无法使用的条件下提供高质量的数据。该研究成果由光通信设备生产商iXblue与意大利国家地质和火山研究所地震台网中心Etneo观察站（INGV-OE）合作完成，并发表在《地球物理研究快报》上。

在欧盟H2020计划资助的NEWTON-g项目的框架内，由iXblue制造的绝对量子重力仪（AQG）进行了改进，使其适合在恶劣的环境条件下使用，并于2020年8月被安装在埃特纳火山的山顶活动区，以测试其作为火山监测仪器的潜力。从那时起，AQG进行了近乎连续的重力测量，iXblue和INGV-OE在其论文中提供了一个为期四个月的重力数据时间序列。

重力仪安装在距离埃特纳火山活跃陨石坑约2.5公里处，尽管环境条件不利（缺电、温度变化剧烈、存在灰尘和腐蚀性火山气体）和火山震颤程度很高，但还是提供了连续的高质量数据。地球引力场的变化可以揭示有关地下的有用信息：从隧道和洞穴的存在到地下水甚至岩浆的动态。iXblue的AQG是一种交钥匙、便携且易于操作的量子传感器，能够使用称为原子干涉测量的量子技术来测量重力场的这种变化。使用激光冷却接近绝对零度的铷原子云作为测试质量，AQG可以感知重力的微小变化。

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华中科技大学实现量子隧穿时间的阿秒精度测量

近日，基金委“强场超快光学”创新研究群体黎敏教授、周月明教授、陆培祥教授等提出了一种精确测量隧穿时间的新方法，成功实现了原子隧穿电离时间阿秒精度测量。该研究成果以发表在《光:科学与应用》上。

在该方案中，微扰激光场相对于驱动隧穿电离的基频场非常弱，因此不会改变连续态电子的运动轨迹。光电子产率的振荡完全由双色场间的相对相位决定，不受库仑效应的影响。因此，利用光电子产率重构隧穿电离时间不需要计算库仑势的作用，避免了传统阿秒钟方案中对理论模型的依赖，从而实现了强场电离过程中电子隧穿时间的全实验测量。研究团队进一步测量了不同能量电子的电离时间。实验结果表明在最概然发射角处，光电子的电离时间随电子能量增加而减小，这与经典轨迹模型预测的结果相矛盾，实验与经典轨迹结果之间的差异可能来自于非稳态势垒下的电子动力学。

该方案通过分析光电子产率的相对变化从而实现了隧穿时间信息的测量，避免了传统阿秒钟通过电子发射角重构隧穿时间对理论模型的依赖。这一优点使得其有望被用于复杂分子体系与激光相互作用动力学的研究。

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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3184624.html?templateId=520429

英国量子传感公司QLM Technology获得1200万英镑融资

英国光子学硬件和技术开发公司QLM Technology为其量子传感技术筹集了1200万英镑（1400万美元）。该公司开发了一种基于量子技术的激光传感器，可以测量甲烷的少量排放。本轮融资由英国油田斯伦贝谢有限公司（Schlumberger Oilfield UK Limited）牵头，其中QLM的技术将成为斯伦贝谢公司为石油和天然气行业提供的新端到端排放解决方案(SEES)业务的一部分。其现有投资者Green Angel Syndicate、Enterprise100 Syndicate、威尔士开发银行、Newable Ventures和几位私人投资者以及新投资者Quantum Exponential也参与了本轮融资。

SEES的甲烷监测产品是基于先前对卫星、飞机和无人机安装传感器的投资，以及内部开发的其他传感器。QLM的LiDAR技术通过在需要持续监控的情况下提供准确和灵敏的测量来补充这些移动监控器。量化耀斑效率的能力将确保尚未消除的耀斑的最佳效率。

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中国科大彭新华组取得量子传感新突破

由中国科学技术大学彭新华教授领导的研究小组与美因茨亥姆霍兹研究所的Dmitry Budker教授合作，使用最近开发的基于自旋的放大器来约束假设轴子窗口内的轴子，提供了一种探索有希望的参数空间的方法。该研究成果发表在《物理评论快报》上。

研究人员使用了大量极化的rubidium-87电子和极化的xeon-129核自旋作为两种费米子。由于轴子的交换，铷可以在至强核自旋上产生奇异信号，然后利用极化的xeon-129核自旋共振搜索信号。研究人员表明，长寿命的xeon-129自旋充当量子前置放大器，可以将奇异信号增强40倍以上。使用这种技术，他们对中子-电子提供了最严格的限制由轴子介导的耦合，轴子窗口内的轴子质量从0.03meV到1meV。

这项研究提供了一种灵敏的量子技术，可以使用最近开发的基于自旋的放大器实现间接轴子搜索，这在理论上有意义的轴子质量区域中的灵敏度显着提高。基于自旋的放大器方案扩展了自旋测量的能力，并且可以进一步应用于共振搜索超出标准模型的假设粒子。

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https://quantumchina.com/newsinfo/3168362.html?templateId=520429

06

核心器件

Core Device

iPronics融资370万欧元以加速可编程光子芯片的采用

光子计算公司iPronics开发了第一个可通过软件重新配置的通用光子处理器，并于7月27日宣布获得370万欧元投资，由Amadeus Capital Partners领投，Caixa Capital Risc也参与其中。这笔资金将用于扩大工程团队和产品开发，以将公司的现场可编程光子门阵列(FPPGA)芯片推向市场。

此前的战略天使投资人包括来自谷歌、Facebook、Carto、Freshly、Endeavor、甲骨文、德勤、Ferrovial和Clicars等公司的成功科技高管和企业家。该公司还曾在联合创始人兼科技企业家Inaki Berenguer处，获得了100万欧元的资金。

iPronics推出的新一代光子电路，通过片上波导和可调谐光束耦合器的网格，可以使用软件对通用硬件进行编程，以用于各种应用。芯片的可重构性通过提供更快的上市时间、更低的总成本和降低风险，同时实现光子处理的承诺，即更低的功耗和延迟，以及更快的计算速度，开启了新的商业应用。它还通过使没有硬件或光子学专业知识的软件工程师能够使用光子技术而实现民主化。

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https://quantumchina.com/newsinfo/3168280.html?templateId=520429

超高量子比特读出保真度，苏黎世仪器推出新型参量放大器

开发和销售测量仪器公司苏黎世仪器公司(Zurich Instruments)推出新型超高频参量泵控制器——SHFPPC，这是第一个用于控制参量放大器的现成解决方案，可在量子极限下实现高保真量子比特读出。SHFPPC通过将所有必需的功能集成到一台仪器中，消除了对自制设计的需求，并通过自动参量调整和完整的软件控制节省了时间。

通过SHFPPC，用户第一次可以访问完全集成的解决方案，无需自制设计，并自动执行参量调整的核心部分。

SHFPPC 为研究人员提供了一种自动化的、特定于应用的解决方案，其特点包括：

• 快速设置和操作
• 快速表征
• 参量放大器的稳定运行

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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3189251.html?templateId=520429

华中科技大学研发出国内首款PbS量子点短波红外成像芯片

华中科技大学武汉光电国家研究中心、光学与电子信息学院唐江教授团队与海思光电子有限公司合作，制备出一种适配硅基读出电路（ROIC）的顶入射结构的光电二极管，实现了30万像素、性能可媲美商用铟镓砷（InGaAs）的短波红外芯片，为国内首款硫化铅胶体量子点（PbSCQD）红外成像芯片。该研究成果发表在《自然·电子学》上。

唐江教授团队根据PbSCQD的特性，设计出了适配硅基ROIC的顶入射结构光电二极管，通过模拟分析和实验优化器件结构，使耗尽区靠近入射光，实现光生载流子的有效分离与收集，从而提高器件外量子效率。针对磁控溅射中高能粒子对PbSCQD界面的损伤，通过引入C60界面钝化层降低界面缺陷，通过驱动级电容和电容-电压测量分析证明了探测器缺陷浓度降低至2.3×1016cm−3，接近广泛研究的PbSCQD光电二极管的最佳值。文中报道的顶入射PbSCQD光电二极管的外量子效率达63%，探测率达2.1×1012Jones，−3dB带宽为140kHz，线性动态范围超过100dB。

基于最优的PbSCQD光电二极管，团队进一步实现了国内首款PbSCQD成像芯片的制备，其分辨率为640×512，空间分辨率为40lp/mm（MTF50），具有可与商用InGaAs成像芯片媲美的成像效果，并且其外量子效率高于国外报道的PbSCQD成像芯片。此外，文中展示了PbSCQD红外成像芯片在水果检测、溶剂识别、静脉成像等方面的应用，证明了其在广泛的应用潜力。

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https://www.quantumchina.com/newsinfo/3193325.html?templateId=520429

腾讯量子发布自研量子参量放大器产品

腾讯量子实验室通过借鉴经典放大器中的阻抗匹配方法，自研了具有全新设计的IMPA（专利申请中），在保证较高增益的同时，最大可以实现15dB以上1.1GHz的带宽。这不仅提高了IMPA同时读取的数目也增强了使用的灵活性。

为了使IMPA的使用更简便，实验室团队还进行了芯片的集成化设计，简化了低温微波器件与所需的线路。在使用时，只需要输入直流偏置的微波驱动，读取信号就将被成倍放大，再将经过放大的信号交给后级线路中的经典放大器和室温电子学系统处理，我们就可以得到高保真的读取结果。在诸多指标中，插入损耗指标通常被研究者所忽视，这是由于人们通常通过开关驱动来测量IMPA的增益，这样并不能够直接观测到插入损耗。如果材料选择或者设计不当，就会导致放大器的插损过大，此时输入信号即使经过可观增益的放大，其实际输出强度也可能并不令人满意。为了解决这一问题，实验室团队经过大量研究和创新设计，优化了插入损耗表现，可以稳定实现3-8dB范围内的插损。考虑带宽内15dB以上的增益，实际信号信噪比可以支持高保真度的比特读取。

来源：

https://www.quantumchina.com/newsinfo/3184628.html?templateId=520429

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