周报 | 美国公司公开全新量子计算架构；毋需联网！首款国产量子计算机操作系统上线

光子盒研究院

Eeroq 公布其基于氦量子处理器技术的详细信息

Eeroq是一家总部位于芝加哥的量子硬件初创公司，到目前为止一直主要以隐形模式运营，但它现在刚刚将其“Wonder Lake”处理器芯片流片给一家美国半导体创始人进行制造，并提供了有关该芯片及其架构的更多详细信息。

Eeroq 在液氦架构上使用了独特的电子。尽管一些学术团体正在研究这项技术，但 Eeroq 是已知唯一一家正在研究这种模式的商业公司。Eeroq 团队认为他们的方法具有以下优点：

- 10 秒以上的量子比特相干性

- 高量子比特连接性

- 相同的量子比特，只需 CMOS 芯片上的几个电压即可并行控制

- 氦表面上的移动量子比特（纠错所需的开销最多减少 50 倍）

- 99.9% 的门保真度

-没有模块化互连的系统

他们已经流片的“Wonder Lake”芯片预计最终能够仅用 30 条控制线支持 2432 个量子比特。Eeroq 将他们的设计方法描述为“反向构建量子计算机”，因为他们不是先从小型芯片开始，然后再扩大规模，而是从一开始就支持大量量子比特的芯片开始。

来源：

https://eeroq.com/2023/07/19/building-a-quantum-computer-in-reverse/

毋需联网！中国首款量子计算机操作系统正式上线

7 月 22 日，安徽省量子计算工程研究中心宣布，国产量子计算机操作系统本源司南 PilotOS 客户端正式上线，用户可以直接进行本地量子计算编程，不需要联网使用，实现用户对量子计算软件服务“打开即用”，助力量子计算编程“小白”顺利成为量子计算编程开发者。

来源：

https://qcloud.originqc.com.cn/zh/pilotos

全球首个后量子安全加密货币现已在 MEXC 交易所上市

7月18日，在第一个区块被开采近五年后，世界上第一个企业级区块链和后量子安全加密货币抗量子账本现已可供区块链爱好者使用：MEXC 上的抗量子账本 (QRL) 是第一个后量子安全加密货币产品，由推荐的 NIST/NSA 后量子加密技术支持。

现在，任何可以使用 MEXC 交易所的人都可以访问 QRL 。

来源：

https://www.mexc.com/zh-CN/exchange/QRL_USDT?_from=market

美国国家科学基金会正寻求建立国家量子虚拟实验室

7 月 18 日，美国国家科学基金会（NSF）发布了创建国家量子虚拟实验室（NQVL）的提案征集，NSF 将其描述为“一个总体共享基础设施，旨在促进从基础科学和工程到最终技术的转化，同时强调和提升其科学和技术价值。”

NSF 估计，两轮竞赛中的每一轮将颁发多达 5 个量子科学技术示范 (QSTD) 试点奖：

奖项的数量将取决于资金的可用性和提案的质量。预计资助金额：10,000,000 美元。本次征集仅适用于 NQVL 计划的试点阶段。QSTD 试点奖励的资助金额最高可达 1,000,000 美元，为期 12 个月。

来源：

https://www.nsf.gov/pubs/2023/nsf23604/nsf23604.pdf

俄罗斯计划与印度在量子计算领域开展合作

7月13日，俄罗斯量子中心（RQC）首席执行官兼联合创始人Ruslan Yunusov表示，俄罗斯非政府实体俄罗斯量子中心（RQC）正计划与印度学术和研究机构合作，为公共服务建立量子应用和硬件。

据他称，俄罗斯政府将在金砖国家（巴西、俄罗斯、印度、中国和南非）峰会期间正式提出这一问题。

“到目前为止，我们还没有签署任何正式合同和合作伙伴关系。不过，明年我们将在金砖峰会的平台上讨论这个问题。我们已经举行了会议，讨论了科学家之间相互合作的潜在想法，我们各国之间有着巨大的共同利益。”

随着地缘政治紧张局势的加剧，这种联盟能否实现现在还不确定。据印度联邦政府的一位高级官员称，尽管在过去的六个月里，俄罗斯的几个代表团访问了印度的许多机构和政府下属部门，但并没有签署任何实质性的协议。

来源：

https://www.reuters.com/world/europe/putin-foreign-made-tanks-are-priority-target-russian-forces-ukraine-2023-07-13/

德国缩减量子投资：2024 年科技融资计划暂缓

就在今年5月，德国政府在新的量子技术行动构想中宣布，德国力争在全球竞争中发挥先锋作用，并承诺根据行动计划提供20亿欧元用于量子技术的研发。

但政府的2024年联邦预算草案寻求实施紧缩措施和削减开支，以遵守债务刹车：该法律将每年新增债务限制在该国GDP的0.35%。经济事务和气候行动部 (BMWK)表示，德国航空航天中心量子计算计划的联邦资金将减少 2 亿欧元。

来源：

https://www.reuters.com/world/europe/german-cabinet-approves-first-draft-2024-budget-2023-07-05/

Infleqtion 和 QinetiQ 成功竞标 Innovate UK 的量子项目

全球量子信息公司 Infleqtion 和领先的国防公司 QinetiQ 宣布成功竞标 Innovate UK 的量子端到端组合优化编译 (QECCO) 项目。这项突破性的举措将侧重于使用量子算法解决物流中复杂的组合优化问题，并向英国国家量子计算中心（NQCC）提供这一关键的量子软件功能。

这些优化问题对于国家安全至关重要，但使用经典计算机通常难以计算，但量子计算机有可能提供显着的加速。QECCO 将解决物流领域的关键挑战，包括车间调度、包装、路线选择和满意度问题。通过利益相关者研讨会以及与物流和运输领域最终用户的合作，QECCO 将确定具体的高影响目标问题并完善算法实施。

该项目团队由量子软件开发、算法实施和基准测试方面的专家组成，以 Infleqtion 的 Superstaq 平台为坚实基础。

来源：

https://www.infleqtion.com/news

毕马威加入 IBM 量子网络

7月21日，毕马威宣布，各公司正在加入 IBM Quantum Network，旨在进一步探索量子计算如何为毕马威专业人士和客户带来未来机遇。

随着全球各地的企业继续经历快速技术变革的时代，对进步和探索量子计算如何帮助开发创新解决方案的需求从未如此迫切。作为 IBM Quantum Network 的成员，毕马威公司打算探索如何利用成熟的量子计算来帮助解决一系列企业和行业的问题。

通过加入 IBM Quantum Network，毕马威各公司将扩展其作为 IBM 生态系统成员的长期关系，并将获得一组强大的资源，包括对 IBM 全球量子计算系统、专业软件工具和相关专业知识的云访问，旨在提高毕马威专业人员的能力，帮助其客户生成未来的技术解决方案。

来源：

https://kpmg.com/xx/en/home/media/press-releases/2023/07/kpmg-joins-ibm-quantum-network.html

QCI推出首款商用量子光子振动计

7 月 19 日，Quantum Computing Inc.宣布推出其首款系列量子光子振动计 (QPV)，这是一款用于远程振动检测、传感和检查的强大专有仪器。

该设备是当今市场上第一款量子加速光子振动计，在灵敏度、速度和分辨率方面取得了显着进步，能够首次识别高度模糊和非视距物体。利用单光子检测的能力，与当前的测振仪系统和应用相比具有显着优势：

- QPV 的第一个版本通过利用快速门控单光子计数直接检测返回光子（其波函数在从目标反射时被动态调制）来测量远程目标的振动频率。这与光学相干断层扫描或相关方法形成对比，后者需要局部参考光束和光学干涉测量，因此无法达到单光子灵敏度。

- QPV 消除背景噪声并隔离目标对象的特定特征，使系统能够询问不同深度目标的材料特性，并可以提供表面特性和体积信息。此外，以兆赫兹的速率对光子进行计数，可以在几秒钟内确定材料成分和机械完整性等重要特性，并且根据检测距离，使用微瓦到毫瓦的光功率。

- QPV 在人眼安全的波长下工作，可以准确表征振动幅度小至 100 纳米的固体或液体目标的振动光谱。

- QPV 可以通过模糊的介质或没有视线的拐角处进行远程感知，这意味着遥感、语音识别和离体诊断方面的新功能。

- QPV 比目前可用的其他测振仪更快、更灵敏。

- QPV 作为独立设备提供，也可以轻松与其他产品集成以增强功能。

来源：

https://www.quantumcomputinginc.com/quantum-photonic-vibrometer/

RED Semiconductor 和 Crypto Quantique将合作开发量子安全处理器

RED Semiconductor 和 Crypto Quantique 签署了一项协议，为边缘计算开发一款具有基于量子安全性的处理器。

根据谅解备忘录 (MOU)，RED Semiconductor 开发的物联网处理器将使用 Crypto Quantique 的 QDID 技术来提供高级识别和增强的边缘安全性。

该处理器使用矢量化指令集架构 (ISA) 来高效处理人工智能、自治和密码学中使用的算法和数学函数。Crypto Quantique 的 QDID 利用晶体管之间的量子效应在芯片级创建唯一且不可克隆的标识符。

来源：

https://www.cryptoquantique.com/press/red-semiconductor-and-crypto-quantique-agree-mou/

Quantum eMotion 的随机位样本生成方法获得澳大利亚专利

7 月 21 日，Quantum eMotion Corp.（TSXV：QNC）（OTCQB：QNCCF）宣布在澳大利亚颁发一项与基于量子隧道的量子随机数生成相关的重要专利：经过根据澳大利亚法律的细致审查，专利专员已正式授予该专利，专利号为2018401978，有效期为自交存之日起20年。

目前，该公司拥有两项有价值的专利族，跨越多个国家，并颁发了多项专利。第一个专利族源于 Bertrand Reulet 教授团队在舍布鲁克大学进行的研究（该知识产权随后被公司收购）。第一个专利族的主要焦点在于利用受监控的电子流穿过量子隧穿势垒，充当量子随机信号源——该技术是生成随机数的基础。第二个专利族是内部努力消除量子信号中的非量子噪声的结果：这一重大突破确保了仅基于量子过程生成的数字的完全真实性和随机性。

来源：

https://quantumemotion.com/

SEEQC系统Red成功运行HQS量子模拟算法

7 月 19 日，数字量子计算公司 SEEQC 与 HQS Quantum Simulations 宣布，已在该公司的全栈量子计算系统 SEEQC System Red 上成功运行了一种算法，该系统显示出在短期内实现商业上有用的量子优势的巨大潜力。

SEEQC 的高质量系统表征使 HQS Quantum Simulations 能够首次在真实硬件上测试他们在NISQ量子计算机上执行量子模拟的独特方法。这是对SEEQC的一次重要的第三方验证，也证明了SEEQC Red平台——该公司第一代参考级量子计算机系统的高质量和商业稳定性能。

来源：

https://seeqc.com/press/seeqc-system-red-successfully-runs-hqs-quantum-simulations-algorithm

Atom Computing 与 NREL 探索用于能源网格管理的量子计算

Atom Computing 是使用中性原子进行量子计算的先驱，该公司将与美国能源部国家可再生能源实验室 ( NREL ) 合作，探索量子计算如何帮助优化电网运营。

7月20日，该消息在IEEE 电力与能源协会会议上宣布。在会议上，NREL研究人员展示了他们如何将AtomComputing的原子阵列量子计算技术融入实验室的综合能源系统高级研究（ARIES）研究平台及其硬件在环（PHIL）测试中，以创建首个“量子在环(quantum-in-the-loop)”功能，可以在量子计算机上运行某些类型的优化问题。

后续，Atom Computer 希望将其与 NREL 的合作转化为商业产品。

来源：

https://www.nrel.gov/news/program/2023/quantum-computers-can-now-interface-with-power-grid-equipment.html

NTT DATA 展示了量子计算在基因组组装、疾病治疗方面的潜力

7 月 20 日，领先的 IT 服务提供商和行业咨询公司NTT DATA宣布结束一个使用量子计算优化基因组组装流程的项目：这是该技术在医疗保健和生命科学行业使用的一个里程碑。

该项目通过比较量子和非量子计算方法，探讨了使用量子计算进行基因组组装的能力和可行性。为此，NTT DATA 在模拟真实条件的环境中解决了基因组组装问题。这些测试的结论是，科学家可以通过某人的基因组测序和基因组组装来识别与某些疾病和状况相关的遗传变异。

然后，这些信息可用于开发新的治疗方法和疗法，以针对该疾病的潜在遗传原因——这一概念测试是在医疗保健行业使用量子技术的首次此类测试。

来源：

https://www.nttdata.com/global/en/news

量子计算初创公司 Alice & Bob 公布了猫量子比特的重大设计进展

7月20日，法国量子计算初创公司Alice & Bob宣布了一项新研究，该研究是与Laboratoire de Physique de l'ENS、Mines Paris和Laboratoire de Physique de l'ENS de Lyon的学术合作伙伴合作进行的，展示了其超导“猫量子比特”的重大设计进步。

公司发布了以下两份描述新设计功能的预印本：

- 比特翻转时间超过十秒的猫量子比特的量子控制：在这项工作中，引入了一种称为 TIGRO 的访问猫量子位信息的新方法。这种方法可以去除“transmon”，这是大多数其他超导处理器中以前用于读出的关键结构。与最先进的技术相比，TIGRO 还将位翻转错误减少了四个数量级，并将量子比特占用空间减少了 50%。它还将 IO 端口数量从 4 个减少到 3 个，同时保持对量子比特的量子控制。

- 自动参数共振将猫量子位的位翻转时间延长至 0.3 秒：在这项研究中，猫量子比特稳定机制被大大简化，同时变得更强，该公司将这一方案称为 AutoCat。与之前的技术水平相比，稳定强度（对纠错和门速度至关重要的性能指标）提高了十倍。这种简化使得校准速度更快，并可以减少控制线和端口的数量，同时由于稳定机制需要更少的信号，因此能耗也降低了。

来源：

https://alice-bob.com/pub_taxonomy/publications/

Q-CTRL合作OQC，运行算法时展示量子硬件性能的巨大提升

7月19日，Q-CTRL与牛津量子电路公司（OQC）合作，在运行复杂算法时展示量子硬件性能的巨大提升。

这项合作利用 OQC 的硬件和 Q-CTRL 的软件，旨在提高量子开发人员、研究人员和企业终端用户的算法性能，帮助他们解决以前无法解决的复杂问题。Q-CTRL 的误差抑制软件能减少硬件误差和不稳定性，使用户在运行量子算法时从硬件中获得最佳结果。与 OQC 的创新 Coaxmon 技术相结合，用户可以获得更高的算法性能，从而能够运行更复杂的算法，解决化学、金融和制造等领域的挑战性问题。

来源：

https://oxfordquantumcircuits.com/the-power-of-collaboration-in-quantum-computing

新型量子雷达性能优于经典雷达20%

CNRS 里昂高等师范学院的一个研究团队最近开发了一种量子雷达，其性能明显优于所有基于经典方法的现有雷达。

这一雷达在微波谐振器和信号之间产生量子纠缠，该信号向被大量微波噪声隐藏的目标（例如大气中的目标）发射。如果目标确实存在，它会反射一小部分信号和大量噪声；然后，设备将这部分信号与存储在谐振器中的场结合起来，根据目标是否存在产生更多或更少的光子；最后，内置的微波光子计数器探测这些光子。

在初步评估中，研究人员开发的微波量子雷达与经典雷达相比，雷达检测速度提高了 20%。该研究团队最近的工作极大地促进了旨在提高量子雷达技术性能的持续努力。未来，支撑其功能的方法可能会激发类似微波量子雷达的开发，从而实现更大的量子优势。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02113-4

QLM 的量子气体激光雷达可监测连续甲烷排放

7月18日，总部位于英国的 QLM Technology  公司宣布将其量子气体激光雷达和 QLM Cloud（用于分析和管理相关排放数据的分析平台）投入商用。

QLM 获得专利的量子气体激光雷达结合了量子光子探测技术、电信可调激光器和激光雷达，可对 200 米外的[化工厂]设备和任何相关的甲烷排放物进行 360 度详细成像。

由此产生的气体激光雷达图像将得到分析和存储，并通过 QLM 云报告重大排放事件和相关分析。QGL 硬件和 QLM 云的组合解决方案以软件即服务（Software-as-a-Service）的形式提供，用户可在其中定制警报，并报告超过选定阈值的排放情况。

来源：

https://qlmtec.com/

实验揭示了振动和电子动力学的联系

7 月 19 日消息，来自美国能源部（DOE）阿贡国家实验室、西北大学、北卡罗来纳州立大学和华盛顿大学的科学家，最近在《自然》和《应用化学国际版》上发表了两篇相关论文，用超快激光和 X 射线揭示分子中电子和核动力学的耦合。

实验揭示的深刻见解代表了分子设计的进步，可以利用这种强大的量子力学关系。事实证明，这对于太阳能电池、更好的电子显示器，甚至依赖光与物质相互作用的医学治疗特别有用。

这两项研究都得到了美国能源部科学办公室的支持。

来源：

https://www.anl.gov/article/unveiling-the-quantum-dance-experiments-reveal-nexus-of-vibrational-and-electronic-dynamics

科学家使用神经网络量化纠缠

物理系统中存在的纠缠的量化对于基础研究和许多前沿应用至关重要。现在，实现这一目标需要系统的先验知识或非常苛刻的实验程序，例如全状态断层扫描或集体测量。

近日，瑞典、美国科学家们证明，通过使用神经网络可以量化纠缠程度，而无需知道量子态的完整描述。这一方法允许使用一组不完整的局部测量来直接量化量子相关性。尽管使用欠采样测量，团队仍实现了比最先进的量子断层扫描低一个数量级的量化误差。此外，团队通过专门使用模拟数据训练的网络来实现这一结果。最后推导了一种基于卷积网络输入的方法，该方法可以接受来自各种测量场景的数据，并在某种程度上独立于测量设备执行。

来源：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add7131

耶鲁大学团队发现量子材料中电子运动的模式

大多数有关铜氧化物动态电荷阶相关性的共振非弹性 X 射线散射 (RIXS) 研究都侧重于氧化铜平面的高对称性方向。然而，沿其他面内方向的散射也不容忽视，因为它可能有助于理解电荷阶相关性的起源或导致奇异金属行为的各向同性散射。

7月19日，发表在《Science Advances》期刊上的文章中，耶鲁大学团队利用RIXS 实验揭示了掺杂不足的Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ在 q_x-q_y 散射面上的动态电荷相关性。研究人员的下一步是测量更多奇怪金属例子中的电子运动。

来源：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg3710

新的波导方案有望释放亚纳米光场潜力

7月7日，《先进光子学》（Advanced Photonics）杂志报道的一种新型波导方案有望释放亚纳米级光场的潜力；浙江大学、山西大学的研究人员在这一领域取得了突破性进展。

新的波导方案将波导范围扩展到了中红外光谱范围，进一步推动了纳米宇宙的发展。光学局限(Optical confinement)现在可以达到惊人的约0.2纳米（λ/20000）的尺度。

在数值计算的基础上，实验团队展示了一种波导方案，它可以产生亚纳米约束光场。这种突破的潜在应用令人惊叹。如此局部化的光场可以与单个分子或原子相互作用，有望推动光-物质相互作用、超分辨率纳米镜、原子/分子操纵和超灵敏检测等领域的发展。

来源：

https://www.spiedigitallibrary.org/journals/advanced-photonics/volume-5/issue-4/046003/Generating-a-sub-nanometer-confined-optical-field-in-a-nanoslit/10.1117/1.AP.5.4.046003.full?SSO=1

研究揭示了同步开放量子系统中的演化

极限周期振荡器之间的共时(synchronization)可以通过外部驱动的夹带或相互耦合产生。这两种机制之间的相互作用在经典共时系统中已有研究，但在量子系统中还没有。

7月17日，在发表在《物理评论快报》的一篇文章中指出，量子系统中由于相位牵引和相位排斥，两种机制之间可能会发生竞争和合作。团队研究了它们在集体驱动的退化量子热机中的相互作用，结果表明这些机制或合作或竞争取决于机器的工作模式（制冷机或发动机）。

随着退化级数的增加，夹带与相互共时的相互作用持续存在，而在退化的热力学极限中，相互共时占主导地位。总之，这一工作研究了量子共时(quantum synchronization)的退化和多级缩放的影响，并展示了不同的共时机制如何在量子系统中合作和竞争。

来源：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.030401

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