周报丨D-Wave首次展示门量子计算机；IBM：400量子比特无法破解现有加密

光子盒研究院出品

今天是光子盒在新年前的最后一次推送，提前祝大家新年快乐！

本周头条

D-Wave首次展示基于门的量子计算机

在迈阿密举行的年度Qubits 2023会议上，量子计算公司D-Wave分享了其下一代Advantage 2™退火量子计算系统的进展，该系统预计具有7000多个量子比特和20路连接。D-Wave还分享了其门模型计算系统开发的持续进展，包括：

可扩展的量子比特设计和读出方法已验证：D-Wave目前正在对他们制造的1和2量子比特fluxonium量子比特电路进行基准测试，并且验证了一种用于门模型架构的新的可扩展读出方法。此外，D-Wave已完成了逻辑量子比特设计的第一次迭代，它利用了新的可扩展控制和读出技术。

D-Wave首席执行官Alan Baratz博士表示：“目前，超过60家公司正在与我们合作开发现实世界的量子混合应用程序，这些应用程序正在释放当今的商业价值。与其他模式不同，退火量子计算是商业级和企业级的，客户现在正在意识到这项强大技术的好处。”

来源：

https://ir.dwavesys.com/news/news-details/2023/D-Wave-Announces-New-Commercial-Customer-Engagements-Cross-Platform-Product-Enhancements-at-Qubits-2023/default.aspx

IBM董事长：400量子比特无法破解当今加密技术

在2023年达沃斯世界经济论坛(WEF)上，IBM董事长兼首席执行官Arvind Krishna敦促人们如果担心有人可能在10年后解密他们存储的文件，请立即开始使用量子证明加密。

他引用来自中国的一篇论文说，据报道，超过400个量子比特的量子计算机可以破解当今的加密技术。但他也强烈地表达了他对这篇论文的完全有效性的怀疑，并继续估计在400-1000量子比特的范围内破解当今加密的能力是可能的。2022年11月，IBM公布了433量子比特Osprey处理器。

在小组讨论中，Krishna表示，大约1000个量子比特的量子计算机可以解决很多经典计算机无法解决的问题。但他强调，量子不会让经典计算机过时。

来源：

https://www.businessworld.in/article/Davos-WEF-2023-Use-Quantum-Proof-Encryption-Now-Says-IBM-CEO-Arvind-Krishna-/17-01-2023-462201/

Quantum Machines融资2000万美元，总额达到1亿美元

加速实现实用量子计算机的突破性量子控制解决方案提供商Quantum Machines宣布，公司客户群在过去一年中急剧增长，在全球范围内达到了280多家量子计算设施。此外，该公司宣布，它已经筹集了2000万美元的资金，使该公司的资金总额达到1亿美元。这一轮包括新老投资者的参与。

Quantum Machines在量子计算领域具有独特的定位，先进的量子控制技术将成为未来量子数据中心的核心，但在今天提供有形价值。该公司的解决方案可以控制范围广泛的量子比特类型，客户在将其与现有硬件集成时通常会看到量子工作负载加速超过100倍。

该技术现在被23个国家/地区的280多家客户使用，为云提供商、研究实验室、国家中心和高性能计算（HPC）中心运营的大部分量子计算机提供动力。

来源：

https://www.prnewswire.com/news-releases/quantum-machines-technology-becomes-ubiquitous-in-the-industry-now-used-in-nearly-300-quantum-computing-facilities-301724658.html

各国领导层在世界经济论坛上宣布制定国家量子蓝图

引领量子技术研发创新的全球竞赛冲击了在瑞士达沃斯举行的世界经济论坛(WEF)，官员们宣布将制定国家量子蓝图，作为所有希望投资于新兴量子技术生态系统的国家的指南。旨在帮助已经和尚未投资量子技术研发的国家驾驭新兴领域。

该蓝图于1月18日周三正式宣布，主要参考一年前发布的WEF量子计算治理原则。它考虑到了量子技术——特别是计算——将影响的各个领域，以及各国如何才能更好地投资和准备其应用。世界经济论坛议程特别提到了量子计算技术的发展将对网络安全产生的重大影响。

世界经济论坛的数据表明，2022年全球对量子技术研发的投资总额约为300亿美元，其中中国、美国、英国和加拿大等国家在资金分配方面处于领先地位。在私人投资方面，美国和欧盟拥有数量最多的量子技术相关企业和初创企业。

来源：

https://www.nextgov.com/emerging-tech/2023/01/push-more-quantum-tech-investment-reaches-world-economic-forum/381906/

科学家在量子硬件上首次实现量子能量隐形传态

上世纪90年代，隐形传态被证明可以传输量子信息。21世纪初，日本东北大学的物理学家Masahiro Hotta提出，如果隐形传态可以传输信息，那么它也应该能够传输能量。他发展了量子能量隐形传态的理论基础。

现在，纽约州立大学石溪分校的Kazuki Ikeda首次使用量子计算机成功地传送了能量。“我们报告了在真正的量子硬件上首次实现和观察量子能量隐形传态，”他补充说，隐形传送能量的能力可能对未来的量子互联网产生深远影响。

通过使用几台IBM的超导量子计算机来实现这一目标。结果与理论的精确解一致，并通过减少测量误差得到改善。量子能量隐形传态只需要本地操作和经典通信。因此，他们的结果提供了一个现实的基准，可以通过当前的量子计算和通信技术完全实现。

来源：

https://arxiv.org/abs/2301.02666

战略政策

加拿大政府启动国家量子战略

当地时间1月13日，加拿大创新、科学和工业部长Philippe Champagne宣布启动国家量子战略，塑造加拿大量子技术的未来，并帮助创造数千个就业机会。在2021年预算中承诺的3.6亿加元投资的支持下，将扩大加拿大在量子研究方面现有的全球领导地位，并发展量子技术、公司和人才。

国家量子战略由关键量子技术领域的三个任务驱动：

• 计算硬件和软件——使加拿大在持续开发、部署和使用这些技术方面成为世界领先者
• 通信——为加拿大配备国家安全量子通信网络和后量子密码能力
• 传感器——支持加拿大开发人员和新量子传感技术的早期采用者

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934018.html?templateId=520429

英国政府采购Atos量子模拟器

英国政府已从法国公司Atos购买了第二台量子计算模拟器。根据一份政府招标公告，去年12月，英国研究与创新机构花费385,000英镑购买了Atos的“量子学习机”(QLM)。招标书提到，Atos量子学习机是一种量子模拟器——用于模拟量子计算机行为的计算机系统，英国Hartree中心目前有一个单元，正在购买第二个，以解决大量用户想要访问的资源问题。

政府表示，正在采购的系统允许模拟高达38个量子比特的量子计算机，并提供3年的支持和维护。Atos QLM于2017年推出，使用Atos的BullSequana X800服务器，并基于三种不同的量子编程模式——门模型、退火模型和模拟模型——生成量子计算机的模拟。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4938190.html?templateId=520429

印度信息技术研究所签署量子金融研究谅解备忘录

为了加快印度金融部门采用量子计算，Qkrishi Quantum公司和印度信息技术研究所签署了一份谅解备忘录，以开展量子金融研究。谅解备忘录规定各机构启动与量子技术相关的研发项目，共享技术专长和知识，并就学术和专业发展计划进行合作。

该研究所所长Rajiv Dharaskar表示，该项目将有助于在量子计算领域建立成功的产学合作。

来源：

https://www.thehindu.com/news/national/kerala/iiitk-inks-mou-for-research-in-quantum-finance/article66409014.ece

韩国总统尹锡悦会见瑞士量子技术专家

韩国总统尹锡悦于周四访问了瑞士的苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich），并会见了量子技术领域的领先专家，以探索韩国采取的战略。ETH Zurich的量子设备实验室参与了许多由欧盟委员会和瑞士国家科学基金会资助的个人和合作项目。

访问期间，尹锡悦表达了韩国对作为国家战略技术之一的量子技术日益增长的兴趣。尹锡悦就量子技术如何帮助解决人类面临的问题、各国政府如何协助量子专家更好地合作以及世界在向量子时代过渡可能遇到的逆境等问题与专家们交换了意见。

总统办公室表示，尹锡悦与专家的对话将被纳入政府目前正在制定的韩国国家量子战略。

来源：

https://www.koreatimes.co.kr/www/nation/2023/01/356_343948.html

伯明翰大学量子中心开设量子暑期学校

英国伯明翰大学的量子技术中心将举行为期10天（2023年8月1日至10日）的量子暑期学校，面向英国和加拿大，培训60名最有前途的早期职业量子研究人员。其目的是为增加流动性创造机会，为学生提供国际视野，并为英国学术界和工业界提供更完善的人才管道。

自2013年以来，英国已投资超过10亿英镑用于一项国家量子技术计划，该计划将学术界和工业界聚集在一起，以促进这些新兴技术的商业化，创造新市场并获得广泛的社会效益。

该技术项目将由世界领先的量子技术专家主持，涵盖通信、计算、成像和传感领域。该项目将通过包括研讨会和讨论小组在内的互动会议进一步加强，其中许多由行业利益相关者提供，涵盖广泛的主题，包括职业发展、负责任的创新、可信的研究、商业化以及平等、多样性和包容性(ED&I)。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4938097.html?templateId=520429

量子计算与模拟

IBM宣布第三届年度开放科学奖竞赛，奖金为50000美元

每年，IBM都会宣布一项量子编程挑战赛，并奖励那些能够最好地解决挑战的人。今年IBM提出了以下挑战：

制备量子态是量子计算的核心，对于近期量子处理器的有前途的应用至关重要。今年的问题要求参与者使用IBM Quantum的16量子比特guadalupe系统在kagome晶格上制备海森堡自旋1/2哈密顿量的基态。这种系统的基态与量子研究前沿的奇异量子行为高度纠缠并联系在一起。目标是使用VQE计算具有最高保真度的基态能量。

这是迄今为止开放科学奖中提供的最大的量子比特系统，使用16个量子比特本身就是一个挑战。我们期待着又一年令人难以置信的解决方案。测得的基态能量的相对误差必须低于1%以供考虑。提交解决方案的截止日期为2023年4月15日，获胜者将获得30000美元的奖金，亚军将获得20000美元。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934372.html?templateId=520429

德勤举办2023年量子气候挑战赛

德勤正在举办一项量子气候挑战赛，旨在让参与者使用量子计算机来模拟从大气中过滤二氧化碳的材料，以帮助实现2℃内的温度上升目标，从而最大限度地减少全球变暖的影响。

他们将向提交解决方案的前五名决赛选手颁发总计12000欧元的奖金。注册参与者将获得16量子比特IBM量子计算机的独家访问权，用于测试他们的解决方案，前5名决赛选手将获得IBM 27量子比特系统之一的独家访问权。此外，参与者还将因运行Amazon Braket以及访问Quantistry的经典化学模拟平台而获得AWS积分。

本次挑战的时间表如下：

2023年1月19日：德勤举行启动网络研讨会，向潜在参与者介绍该问题以及该挑战的规则和程序。

2023年1月26日：参与者提交有关挑战的技术问题的截止日期。

2023年3月12日：提交挑战中概述的任务结果的截止日期，包括提出的算法、与经典算法的比较、你关于如何扩展解决方案的概念，以及可以运行你的量子计算机的资源估计可扩展解决方案

2023年3月24日：公布提交结果的前五名入围者

2023年4月17日那一周：决赛入围者将在推介活动中展示他们的解决方案并选出获胜者。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934382.html?templateId=520429

科学家在量子计算平台上进行最佳纠缠集体测量

由澳大利亚国立大学(ANU)一组科学家领导的新研究概述了一种使用量子计算机实现对微观物体更精确测量的方法——这可能在包括生物医学传感在内的大量下一代技术中被证明是有用的。

通过将两个相同的量子物体纠缠在一起并一起测量，可以比单独测量它们更精确地确定它们的特性。研究人员称，测量量子系统的任何特性都会产生一些不可避免的噪音。通过将两者纠缠在一起，我们能够减少这种噪音并获得更准确的测量结果。

研究人员总计在19台不同的量子计算机上测试了他们的理论，包括超导、离子阱和光量子计算机。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934444.html?templateId=520429

Xanadu和罗尔斯·罗伊斯使用PennyLane构建量子计算工具

加拿大光量子计算公司Xanadu和航空发动机制造商罗尔斯·罗伊斯正在共同为PennyLane开发新的量子算法工具，PennyLane是Xanadu的开源量子计算软件，可广泛用于量子机器学习、化学、优化。

Xanadu和罗尔斯·罗伊斯致力于推进量子计算领域，研究其解决复杂问题的潜力，并构建具有持久业务影响的工具。第一个项目将在PennyLane开发专为量子奇异值转换(Quantum Singular Value Transformation, QSVT)量身定制的量子软件功能，以帮助罗尔斯·罗伊斯加速其对航空航天应用量子算法的研究。QSVT是量子算法的现代范例，它支持使用量子计算机探索各种感兴趣问题的创新方法。

量子计算对于航空航天工业来说是一种潜在的颠覆性技术，应用范围非常广，从材料化学到使用计算流体动力学(CFD)的产品设计。

来源：

https://www.newswire.ca/news-releases/xanadu-and-rolls-royce-to-build-quantum-computing-tools-with-pennylane-881322368.html

物理学家发现了一种新的量子现象

研究人员正致力于使用量子模拟模拟器来揭示、利用和控制这些奇怪的量子效应。然而他们必须确保他们的量子设备具有“高保真度”并准确反映量子行为。直到现在，还没有可靠的方法来表征量子模拟模拟器的保真度。

现在，麻省理工学院和加州理工学院的物理学家报告了一种新的量子现象：他们发现原子的量子涨落具有一定的随机性，并且这种随机行为表现出一种普遍的、可预测的模式。既随机又可预测的行为听起来似乎自相矛盾。但该团队证实，某些随机波动确实可以遵循可预测的统计模式。

该团队开发了一种新的基准测试协议，可应用于现有的量子模拟模拟器，以根据其量子涨落模式来衡量其保真度。该协议可以帮助加快新奇异材料和量子计算系统的开发。

来源：

https://news.mit.edu/2023/quantum-simulator-randomness-0118

于利希研究中心利用量子计算机解决了蛋白质难题

于利希研究中心物理学家Sandipan Mohanty博士与瑞典隆德大学合作，将蛋白质折叠问题带到了量子计算机上。位于于利希量子计算机用户设施JUNIQ的D-Wave量子退火器JUPSI拥有超过5000个量子比特，是北美以外第一台这种规模的设备。

他们使用量子计算机研究64个氨基酸链。虽然经典和量子方法的计算时间差别不大，两种情况都需要一到两分钟。然而，这个值实际上是没有意义的。更重要的是结果的质量。量子退火计算机显然表现更好。在JUPSI上找到最低能量结构很容易达到100%的成功率。另一方面，对于经典计算机，可比较的模拟只能达到30个氨基酸链的80%。对于由48或64个氨基酸块组成的更复杂的蛋白质，它们的表现要差得多，而量子退火机在这里也总是能产生正确的结果。

来源：

https://www.eurekalert.org/news-releases/977133

IonQ在美国开设第一家量子计算制造厂

量子计算公司IonQ宣布在华盛顿州西雅图郊区开设据称是美国第一家已知的专用量子计算制造厂。新工厂将容纳IonQ的研发和制造团队。

该设施占地65000平方英尺，位于华盛顿州博塞尔，是微软、谷歌、亚马逊、松下和西雅图遗传学等科技和制药企业以及华盛顿大学等学术机构的所在地。新空间将容纳IonQ的量子数据中心，并成为IonQ在北美的主要生产工程地点。IonQ表示希望在未来几年增加数千个新工作岗位。

硅谷量子计算公司PsiQuantum前高管Dave Mehuys博士将作为IonQ的产品工程副总裁监督新设施的建设。Mehuys博士在管理系统硬件工程、模块组件工程、客户服务和制造运营等方面拥有超过20年的经验，他将在IonQ在该地区的发展中发挥不可或缺的作用。

来源：

https://insidehpc.com/2023/01/ionq-opening-of-1st-quantum-computing-manufacturing-plant-in-u-s/

量子模拟器实现首次对电荷载流子配对进行显微观察

马克斯普朗克量子光学研究所(MPQ)的研究人员使用量子模拟器观察到电荷载流子对，它们可能负责高温超导体中电流的无电阻传输。迄今为止，这些复杂材料的确切物理机制在很大程度上仍然是未知的。

理论假设对形成的原因以及超导现象的原因在于磁力。该团队现在首次能够展示以这种方式形成的对。他们的实验基于冷原子的晶格状排列，以及对自由载流子运动的巧妙抑制。研究人员在《自然》杂志上报告了他们的研究结果。

为了观察这种配对，研究人员使用了量子气体显微镜——一种可以详细跟踪量子力学过程的设备。不仅揭示了空穴对，而且还观察到了空穴对的相对排列，表明它们之间存在排斥力。

来源：

https://phys.org/news/2023-01-quantum-simulator-enables-microscopic-carriers.html

量子通信与安全

激光巨头通快投资量子技术初创公司Quside

激光巨头通快的投资部门TRUMPF Venture向西班牙初创公司Quside投资数百万欧元。公司的核心产品是位于光子芯片中的高性能随机数发生器。利用光的量子力学特性，它可以非常快速地（Gb/s）产生完全随机的数字组合，从而极大地改进消息的加密。它还可以用于执行模拟，例如金融部门的风险分析或天气预报，速度更快，能效更高。这种芯片与通用半导体制造（CMOS）兼容，可轻松实现量产。

Quside总部位于西班牙，目前拥有约30名员工。这家初创公司成立于2018年，首批客户来自安全要求高的行业，比如航天。该公司计划在未来几年进军消费市场，使用芯片来提高智能手机、平板电脑甚至汽车的安全性。

来源：

https://www.trumpf.com/en_GB/newsroom/global-press-releases/press-release-detail-page/release/trumpf-venture-investiert-in-quantentechnologie-startup-quside/

泰雷兹集团与01 Communique Laboratory Inc.合作采用抗量子密码

企业级网络安全提供商01 Communique Laboratory Inc.宣布与总部位于巴黎的可信全球技术领导者泰雷兹集团合作，将IronCAP抗量子密码(“PQC”)与泰雷兹Luna HSMs(“硬件安全模块”)相集成，为用户的数据和关键应用提供军事级保护。

该合作旨在为全球企业、组织和政府开发和联合营销量子安全的网络安全解决方案，以确保后量子环境中的网络弹性。泰雷兹Luna HSMs的客户现在可添加IronCAP™ FM(“功能模块”)来实现无缝PQC功能，同时符合美国国家标准与技术研(“NIST”)制定的最新标准。

来源：

https://www.accesswire.com/735442/Incorporating-Post-Quantum-Cryptography-for-Thales-Luna-HSMs

IBM发布《量子时代的安全》报告

IBM的思想领导智库IBM商业价值研究院(IBV)发布了《量子时代的安全》报告。这种对量子安全格局的深入分析揭示了当今对“量子安全”策略的需求，以在未来维护高度敏感数据的完整性和安全性。此外，该报告还为组织如何在其生态系统中开展工作以保护数据免受网络犯罪分子利用量子计算机的力量制定了一条清晰的路径。

根据该报告，“在接下来的几年里，广泛使用的数据加密协议，例如RSA和ECC等公钥加密标准，可能会变得脆弱。事实上，任何可以被窃听的经典加密通信都处于危险中，可能已经暴露在外，目的是一旦量子解密解决方案可行就收集这些数据。”

IBM花费数年时间建立了一支由顶级密码学专家组成的全球团队，开发量子安全方案和准备计划。就在去年，IBM部署了业界首个量子安全系统IBM z16；推出一套IBM Quantum安全服务；为NIST选择用于抗量子密码标准化的四种算法中的三种算法的开发做出了贡献；并成为GSMA后量子电信网络工作组的创始成员。

来源：

https://newsroom.ibm.com/2023-01-17-IBM-Report-Details-Steps-to-Secure-Data-for-Quantum-Era

Qunnect的量子网络测试平台GothamQ进入曼哈顿区

美国量子安全网络公司Qunnect宣布建造了一个新的光纤环路，以扩展其量子网络测试平台GothamQ，从布鲁克林到曼哈顿。Qunnect将纽约大学(NYU)与海军基地连接起来，准备为纽约都会区的金融服务、关键基础设施和电信领域的客户解锁量子互联网功能。

一旦其第一代城域产品套件2023年年中完成，Qunnect的解决方案将完全支持现实世界的可扩展性，旨在在室温下运行——而不是脆弱的、气候控制的实验室环境——并且具有独特的可部署性在拥挤的城市环境中，不受具有挑战性的城市条件的影响，例如，构成纽约五区系统的密集市政基础设施。

与NYU量子信息物理中心(CQIP)合作，Qunnect和SandboxAQ（2022年收购了Qunnect）将开发量子信息科学(QIS)课程和专用实验室，旨在利用GothamQ测试平台，旨在激发纽约市领先的量子劳动力。

来源：

https://www.prnewswire.com/news-releases/qunnects-quantum-networking-testbed-gothamq-enters-the-manhattan-borough-301723595.html

亚利桑那州立大学成立量子网络实验室

通过一系列新举措，亚利桑那州立大学(ASU)表明其致力于在国家舞台上推进量子信息科学技术(QIST)。ASU Knowledge Enterprise与橡树岭国家实验室和思科等组织合作，成立了一个位于ASU坦佩校区的量子网络实验室，作为整个都会区的研究和实验中心。

ASU Knowledge Enterprise的执行副总裁Sally C. Morton说：“量子网络是亚利桑那州立大学量子技术计划的关键要素，推进这一领域将创造新一波计算机系统，有可能更快、更安全和更准确地传递信息。这影响到每个行业。量子网络实验室是亚利桑那州立大学致力于推进对我们当地、国家和全球社区有价值的研究和发现的一个令人兴奋的例子。”

来源：

https://news.asu.edu/20230118-university-news-future-internet

QuSecure在公共互联网抗量子加密领域取得重大突破

后量子网络安全(PQC)公司QuSecure推出了QuEverywhere，这是该公司在量子安全密码编排方面的最新突破。QuEverywhere是业界首个量子安全编排解决方案，可通过量子弹性连接和会话保护任何网站或移动应用程序上的加密私人数据，无需最终用户安装。QuEverywhere为政府和商业组织的端到端量子安全数据保护关闭了循环，并补充了QuSecure之前发布的产品QuProtect，后者保护数据中心和云中传输的数据。

QuEverywhere通过公共互联网提供后量子通道，作为数据到达组织数据中心或云环境之外的设备的量子安全通道。对于银行和金融行业，QuEverywhere为本地或云端、移动设备或桌面浏览器或网络系统中的数据和交易提供保护，无需用户安装软件。例如，金融机构可以使用QuSecure的量子安全加密通道来保护客户在移动应用程序或浏览器上进行的银行存款和交易，同时还可以保护来自移动应用程序或电子资金转账软件的支付。

来源：

https://www.businesswire.com/news/home/20230118005268/en/QuSecure-Achieves-Critical-Breakthrough-in-Post-Quantum-Encryption-Over-Public-Internet-%E2%80%93-Closes-Loop-for-End-to-End-Quantum-Safe-Data-Security

Megaport和Qrypt展示了首创的量子安全加密技术

Qrypt和Megaport推出了使用由Qrypt量子密钥生成技术提供支持的量子安全方法传输数据的能力。使用Megaport行业领先的网络即服务(NaaS)平台，文件共享应用程序在多个全球数据中心启动，包括旧金山的AWS、弗吉尼亚的Azure和东京的谷歌云。每个位置之间共享的数据都使用首创的量子安全加密技术进行保护，确保现在和未来的隐私和安全。

量子计算机有望解密今天加密的IP流量，因为共享密钥是通过发送方和接收方之间的链路发送的。今天记录的任何数据都包含这些密钥，这些密钥将在未来成为目标。Qrypt表示其技术代替了这种密钥交换，提供了使用干净、非传输的密钥安全传输数据的能力，从而实现最终的量子风险缓解。

这种用于保护传输安全的加密密钥是使用Qrypt技术实时独立生成的，无需在不同地点之间传输。这可确保数据安全，免受量子计算机的“先窃取后解密”攻击。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934427.html?templateId=520429

量子传感

中国科大利用可重构微型光频梳实现kHz精度波长计

中国科大郭光灿院士团队在微腔光学频率梳的研究方面取得重要进展。该团队董春华教授及合作者邹长铃等人提出一种普适的微腔色散调控机制，实现了光频梳中心频率和重复频率的实时独立调控，并应用于光学波长的精密测量，将波长的测量精度提升到kHz量级。

研究团队提出了一种新的物理机制实现了对于光频梳中心频率和重复频率的独立实时调控。通过引入两种不同的微腔色散调控手段，该团队能够对微腔不同阶次的色散进行独立控制，从而实现光频梳不同梳齿频率的全部控制。这种色散调控机制对于目前广泛研究的氮化硅、铌酸锂等不同的集成光子平台都是普适的。

在实验中，该团队利用泵浦激光和辅助激光分别独立控制微腔不同阶次的空间模式实现了泵浦模式频率的自适应稳定和频梳重复频率的独立调控。基于该光频梳，研究团队演示了对于任意梳齿频率的快速、可编程的调控，并将其应用于波长的精密测量中，展示了具有kHz量级测量精度和多波长同时测量能力的波长计。相比于之前的研究成果，研究团队实现的测量精度达到了三个量级的提高。

本研究成果所展示的可重构的孤子微梳为实现低成本、芯片集成的光学频率标准奠定了基础，将在精密测量、光钟、光谱学及通信等领域得到应用。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934576.html?templateId=520429

核心器件

迪拜创造了突破性的芯片，使日常设备能够很快以量子速度运行

一家位于迪拜的初创公司National Scientific AI and Technical Systems Ltd (NSATS)实现了一个里程碑，该公司在台式机、笔记本电脑、服务器、手机、网络和存储设备等现有计算设备上实现了量子处理。这些设备可能很快就能使用新的高级算术旋转(AAR)芯片进行升级，从而实现经典设备上的量子计算和逻辑逆向计算或LRC等创新。这使得任何经典机器都可以实现存储的指数增长、两个有线或无线节点之间的高速数据传输、量子加密和不受摩尔定律限制的超快速处理等应用。AAR芯片将经典数据转换为量子表示，进而使其他辅助芯片能够实现逻辑逆向计算和量子应用。

本质上，AAR芯片与电路板、辅助芯片和电路组成的网络相结合，可以很快使电子电路使用可逆芯片和量子力学原理处理、存储和管理数据。AAR及其辅助芯片可以作为跨经典接口的附加组件无缝集成，以实现LRC，而无需升级内联计算、技术或电子基础设施。AAR将量子力学和LRC结合起来，实现了多交换门处理器，可以处理经典数据输入的量子表示。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934395.html?templateId=520429

因斯布鲁克大学增强了冷却量子设备的能力

科学家正试图探索量子世界的极限，开发高灵敏度的量子传感器。在这些实验中，肉眼可见的物体通过电磁场耦合到超导电路。为了获得功能性超导体，此类实验在温度约为100 mK的低温恒温器中进行。但是这还远远不足以真正深入到量子世界。为了观察宏观物体的量子效应，必须使用复杂的冷却方法将它们冷却到几乎绝对零度。

因斯布鲁克的研究人员将机械物体——在他们的例子中是振动梁——通过磁场耦合到超导电路。为此，他们将一块磁铁连接到长约100微米的横梁上。当磁铁移动时，它会改变通过电路的磁通量，其核心是所谓的SQUID，一种超导量子干涉装置。其共振频率根据使用微波信号测量的磁通量而变化。这样，微机械振荡器可以冷却到接近量子力学基态。

来源：

https://www.eurekalert.org/news-releases/976931

科学家提出了一种测量超导量子电路中热耗散的新方法

正如热量限制了传统计算一样，它也限制了量子计算机。因此检测和控制量子计算机的散热是开发更好、更稳定机器的核心。阿尔托大学、格勒诺布尔阿尔卑斯大学和康斯坦茨大学的研究人员共同合作，测试了一种关于量子设备所谓相滑中的热耗散理论。结果是一种可靠且有效的测量耗散的方法，可以扩展以涵盖一系列量子应用。

科学家将理论模型和实验装置付诸实践，以检测约瑟夫森结中相滑的热耗散。约瑟夫森结是超导电路的关键部分，其中两个超导体在没有任何电压的情况下在它们之间产生始终接通的电流。反之，相滑指的是量子粒子如何随时间改变它们的状态，当它发生时会产生极其微小但至关重要的热量。

最终，观察到约瑟夫森结中的相位滑移，并首次能够测量由滑移引起的瞬时热量产生。

来源：

https://www.aalto.fi/en/news/by-detecting-tiny-flashes-of-heat-scientists-pave-way-for-more-stable-quantum-computers

劳伦斯伯克利国家实验室开发了生成量子比特的新方法

能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员开发了一种新方法，可以创建称为色心的微小发光点；通过采用已知材料并对其进行扭曲，它们会在晶体内的缺陷中产生。而这些可控色心可以用作生成量子比特的新方法。“我们在实验中使用了六方氮化硼，它具有由硼和氮原子组成的蜂窝状晶格。在这种材料中，我们使用来自缺陷的发射——这些缺陷要么是固有嵌入的，要么是通过六方氮化硼内部的粒子轰击有意产生的——来创建色心。”

因为它们是晶体材料（例如金刚石）中的微观缺陷，当用激光或替代能源撞击时会发出特定颜色的光，颜色传感器可以与控制光的设备结合起来，以连接量子中的组件处理器。六方氮化硼的色心实际上比金刚石的色心更亮。

来源：

https://www.popularmechanics.com/technology/a42478978/new-way-to-create-qubits-color-centers/

量子材料

中国科大在二维半金属-二维超导体之间超流拖拽效应研究中取得重要进展

近日，中国科大曾长淦教授、李林副研究员研究团队与北京量子信息科学研究院解宏毅副研究员等合作，在二维电双层结构层间长程耦合研究方面取得重要进展。通过构筑石墨烯与氧化物界面超导体系的复合结构，该团队揭示了二维半金属和二维超导体之间由于量子涨落诱导的巨幅超流拖拽效应。

研究团队构筑了石墨烯与LaAlO3/SrTiO3异质界面组成的二维半金属-超导体电双层结构，并对其层间拖拽行为进行了系统研究。在此电双层体系中，石墨烯层的载流子浓度/类型，以及LaAlO3/SrTiO3界面超导特性都可以通过栅压进行有效调控。研究团队发现在LaAlO3/SrTiO3界面超导转变区间，石墨烯层中施加驱动电流可以在LaAlO3/SrTiO3界面诱导出巨幅拖拽电流，且强度可以通过栅压/外磁场等进行有效调控。特别是在界面超导最优掺杂附近，拖拽电流耦合比达到0.3，即所产生的拖拽电流大小与驱动电流相当。与此前传统普通金属/超导金属体系相比，耦合比提高了两个量级以上。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934588.html?templateId=520429

接近太赫兹领域：室温量子磁体每秒切换状态数万亿次

一类非易失性存储设备，称为MRAM，基于量子磁性材料，可以提供比当前最先进的存储设备高出千倍的性能。被称为反铁磁体的材料之前被证明可以存储稳定的记忆状态，但很难从中读取。一项发表在《自然》杂志上的研究为读取记忆状态铺平了一条有效的道路，并且有可能以令人难以置信的速度完成读取。

1 GHz，是当代高端数字设备（如磁存储器）在执行操作时切换其状态的当前数量级。许多人希望将边界再推进一千倍，进入每秒一万亿次或太赫兹的范围。该团队说，“我们突破了这一限制，这要归功于一种不同的材料，即反铁磁体。”

这些反铁磁存储设备利用了一种称为纠缠或远距离相互作用的量子现象。但尽管如此，这项研究与量子计算领域并无直接关系。但是研究人员表示，这样的发展对于在当前的电子计算范式和新兴的量子计算机领域之间架起一座桥梁可能是有用的，甚至是必不可少的。

来源：

https://phys.org/news/2023-01-approaching-terahertz-regime-room-temperature.html

科学家首次展示了“量子反冲”现象

自80多年前提出以来，新加坡南洋理工大学的科学家首次展示了“量子反冲”现象，这种现象描述了光的粒子性质如何对电子运动产生重大影响通过材料。使量子反冲成为现实最终将使企业能够更准确地产生特定能量水平的X射线，从而在医疗保健和制造应用（例如医学成像和半导体芯片缺陷检测）中实现更高的精度。

由南洋理工大学电气与电子工程学院助理教授Wong Liang Jie领导的新加坡科学家通过单独的实验证明了这一现象，实验将电子从扫描电子显微镜轰击到两种非常薄的材料上，比一根头发丝薄约1000倍。这两种材料是六方氮化硼。

研究人员使用能量色散X射线光谱仪检测器测量了从这种轰击中发射的X射线，发现它们的能量与经典理论预测的能量不同，但可以用量子反冲来解释。

来源：

https://phys.org/news/2023-01-scientists-quantum-recoil-paving-precise.html

基础研究

中国科大首次实现多体非线性量子干涉

中国科大郭光灿院士团队在多体非线性量子干涉研究中取得重要进展。该团队任希锋研究组与德国马克斯普朗克光科学研究所MarioKrenn教授合作，基于光量子集成芯片，国际首次展示了四光子非线性产生过程的干涉，相关成果发表在光学权威学术期刊Optica上。

在以往工作基础上，研究组同MarioKrenn教授合作，通过进一步将多光子量子光源模块、滤波模块和延时模块等结构进一步片上级联，在国际上首次展示了四光子非线性产生过程的相干相长、相消过程。实验结果如图1(a)所示，四光子干涉可见度为0.78。而双光子符合并未观测到随相位的明显变化，这同理论预期一致。整个实验在一个尺寸仅为3.8×0.8mm²的硅基集成光子芯片上完成。

该成果成功地将两光子非线性干涉过程扩展到多光子过程，为新型量子态制备、远程量子计量以及新的非局域多光子干涉效应观测等众多新应用奠定了基础。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4934619.html?templateId=520429

物理学家朝着理解自然量子系统迈出了一步

实验物理学家Joseph Thywissen是多伦多大学文理学院物理系教授。他描述了物理学中称为涌现的概念：单个粒子与大量粒子的行为和特征之间的关系。

他与合作者通过研究不是一个，不是多个，而是两个孤立的相互作用的粒子（钾原子）朝着理解“一对多”粒子的转变迈出了第一步。团队测量了两个钾原子之间一种相互作用的强度——被称为“p波相互作用”，发现结果证实了一个长期存在的相互作用预言。p波相互作用在自然发生的系统中很弱，但研究人员预测它们的最大理论极限要高得多。该团队是第一个确认粒子之间的p波力达到这个最大值的团队。

该团队在3D光学晶格中分离出原子对，在三束相互成90度的激光束相交处产生。相交的光束产生高强度的固定节点，捕获成对的粒子。通过以这种方式隔离的成对，研究人员能够测量它们相互影响的强度。

来源：

https://quantumchina.com/newsinfo/4938086.html?templateId=520429

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