周报 | ​科技部部长王志刚：加快量子计算研发、应用；美国空军1400万助推量子科研

光子盒研究院

美国空军研究实验室开设极限计算中心，重点关注量子计算

8月15日，美国空军研究实验室 (AFRL) 开设了极限计算中心，作为国防研究的一部分，重点关注量子计算；其既定目标是帮助提供“最先进的量子计算技术，以保护国家并向战士提供改变游戏规则的技术”。

据 AFRL 称，极限计算设施专注于国防应用的基础研究。它设有两个实验室，用于量子计算、网络和安全方面的基础研究，以及两个神经拟态计算实验室，用于近似人类神经认知的机器学习模型的基础研究。

开幕后，AFRL 还宣布已在参议院国防拨款法案中获得 4400 万美元的新联邦资金。这包括进一步开发量子计算项目的资金：400万美元用于开发“下一代离子阱计算机”，1000万美元用于分布式量子网络测试台和量子云计算环境。

来源：

https://www.afrl.af.mil/News/Article-Display/Article/3491698/afrl-opens-state-of-the-art-extreme-computing-facility-announces-44-million-in/

Gartner发布2023年新兴技术成熟度曲线

8月16日，Gartner发布2023年新兴技术成熟度曲线。

根据 Gartner, Inc. 2023 年新兴技术成熟度曲线，生成式人工智能 (AI) 处于夸大期望的顶峰， 预计将在两到五年内实现转型效益。生成式人工智能包含在更广泛的新兴人工智能主题中，这是这个技术成熟度曲线上的一个关键趋势，正在为创新创造新的机会。

除了生成式人工智能之外，其他几种新兴人工智能技术为增强数字客户体验、做出更好的业务决策和建立可持续的竞争优势提供了巨大的潜力。这些技术包括人工智能模拟、因果人工智能、联合机器学习、图数据科学、神经符号人工智能和强化学习。

此次，“后量子密码学”凭借其在安全与隐私领域的价值，成为唯一入选的与量子有关的概念。后量子密码学在该技术成熟度曲线中处于“技术萌芽期”位置，Gartner预计该技术将在2-5年内被主流市场采用。

来源：

https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2023-08-16-gartner-places-generative-ai-on-the-peak-of-inflated-expectations-on-the-2023-hype-cycle-for-emerging-technologies

IDC预测：2027年全球量子计算市场规模将增至76亿美元

8月17日，国际数据公司（IDC）发布了对全球量子计算市场的第二次预测，预计客户在量子计算方面的支出将从2022年的11亿美元增长到2027年的76亿美元。五年复合年增长率（CAGR）为 48.1%。

新的预测大大低于IDC此前于2021年发布的量子计算预测。在此期间，客户在量子计算方面的支出受到了多种因素的负面影响，其中包括：量子硬件开发的进展慢于预期，推迟了潜在的投资回报；其他技术（如生成式人工智能）的出现，预计将为最终用户提供更大的近期价值；以及一系列宏观经济因素，如利率和通货膨胀率上升以及经济衰退的前景。

IDC 预计，量子计算市场的增长速度将继续放缓，直到能够带来量子优势的重大量子硬件开发成果公布为止。在此之前，大部分增长将由量子计算即服务基础设施和平台的成熟以及适合量子技术的性能密集型计算工作负载的增长所驱动。IDC 还预计，在 2023-2027 年预测期内，量子计算市场的投资年复合增长率将达到 11.5%，到 2027 年底将达到近 164 亿美元。这包括公共和私人机构的投资、技术和服务供应商的内部分配（研发支出）以及风险投资人和私募股权公司的外部资金。

来源：

https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS51160823

“2023未来科学大奖”获奖名单揭晓

8月16日，未来科学大奖委员会公布2023年获奖名单。

柴继杰、周俭民因发现抗病小体并阐明其结构和在抗植物病虫害中的功能做出的开创性工作获得“生命科学奖”，赵忠贤、陈仙辉因对高温超导材料的突破性发现和对转变温度的系统性提升所做出的开创性贡献获得“物质科学奖”，何恺明、孙剑（已故）、任少卿、张祥雨因提出深度残差学习，为人工智能做出了基础性贡献，获得“数学与计算机科学奖”。

来源：

http://www.futureprize.org/cn/nav/detail/1435.html

谷歌宣布在 Chrome 116 中添加抗量子加密

Devon O’Brien在8月10日发布的一篇文章中表示：“Chrome 将开始支持X25519Kyber768在TLS中建立对称密钥，从 Chrome 116 开始，并在 Chrome 115 中以标记形式提供。”

Kyber 被美国商务部国家标准与技术研究所 (NIST) 选为通用加密候选方案，以应对量子计算出现带来的未来网络攻击。Kyber-768大致相当于AES-192的安全性。目前，该加密算法已被Cloudflare、Amazon Web Services和 IBM 采用。

O’Brien说：“在 TLS 中，尽管保护传输中数据的对称加密算法被认为可以安全地抵御量子密码分析，但创建对称密钥的方式却并非如此。这意味着在 Chrome 中，我们越早更新 TLS 以使用抗量子会话密钥，就能越早保护用户网络流量免受未来量子密码分析的影响。”

来源：

https://blog.chromium.org/2023/08/protecting-chrome-traffic-with-hybrid.html

中国科技部部长王志刚：加快量子计算等前沿技术研发和应用推广

8月16日，2023年第16期《求是》刊发科技部党组书记、部长王志刚的文章《以高水平科技自立自强支撑引领高质量发展》。其中提出，以高水平科技自立自强开辟高质量发展新领域新赛道、塑造新动能新优势。加快新能源、人工智能、生物制造、绿色低碳、量子计算等前沿技术研发和应用推广，形成以场景带动科研攻关、成果转化和产业培育的新模式，加快打造新的经济增长点。

来源：

http://www.qstheory.cn/dukan/qs/2023-08/16/c_1129801562.htm

印度政府与Innogress公司签署量子设施谅解备忘录

印度诺伊达将建立一个专门用于量子计算的新数据中心。8 月 11 日，北邦 (UP) 政府与项目发起人 Innogress 签署了 Indraprastha 量子数据中心 (IQDC) 的谅解备忘录 (MoU)。

IQDC 被提议作为 Innogress 和 GAN Tech UK 之间的合资企业。据Innogress称，该数据中心计划拥有一台百万量子比特驱动的量子计算机。目前，该项目尚未公布确切的截止日期。

Innogress 的创始合伙人 Sumant Parimal 表示：“我们的 IQDC 项目使命重大，我们的目标是通过节能、环保和高性能的量子计算机来承载目前世界一半以上的计算能力和数据存储容量。将在拟建的位于诺伊达的印度第一个量子数据中心 IQDC 举办。”

来源：

http://www.innogress.com/

美联储向国会提交《网络安全和金融系统复原力报告》

2023年8月，在提交国会的一份报告中，美联储对量子计算给金融业安全带来的潜在风险表示担忧。报告强调，量子计算有可能使当前的加密标准过时，从而使敏感的金融数据面临风险。

报告称，量子计算具有前所未有的处理能力，有可能破解目前保护金融机构使用的敏感信息的加密方法。量子加密技术的引入被认为是应对这些漏洞的一个前景广阔的解决方案。它为确保数据在静态和传输过程中的安全提供了新的途径，有望提高数据的完整性和保密性。然而，同样的进步也可能被恶意行为者利用，以逃避检测并为数据泄露提供便利，这引发了人们对这项技术的双刃性的担忧。

报告的见解之一是，在更大范围内实施量子加密技术面临障碍，尤其是在与现有传统系统整合时。大量的硬件要求和其他后勤挑战对迅速采用量子加密技术构成了重大障碍。尽管量子加密技术具有潜在的优势，但向量子加密技术过渡将需要谨慎的规划和大量的投资：这表明金融机构未来的道路将十分复杂。

来源：

https://www.federalreserve.gov/publications/cybersecurity-and-financial-system-resilience-report.htm

澳大利亚国防支持Silex Systems量子硅生产

8月18日，工业技术公司Silex Systems宣布获得国防资金支持，用于开发生产制造量子计算芯片所需的零自旋硅 (ZS-Si) 的技术。Silex Systems 将建立一座耗资 1600 万美元的生产工厂，部分资金由联邦政府资助，为 Silicon QuantumComputing 等公司提供量子硅的主权供应。该公司已获得国防开拓者公司提供的 510 万美元资金，用于“从概念到主权能力计划”。

零自旋硅是一种使基于硅的量子处理芯片能够存储和检索信息的关键材料。这笔资金将支持在该公司位于悉尼的卢卡斯高地技术中心建立量子硅生产工厂，提供端到端的制造能力。预计第一个生产模块每年将生产 5 公斤至 10 公斤卤代硅烷形式的 ZS-Si。Silex 签订合同为量子硬件制造商硅量子计算 (SQC) 提供零自旋硅。

来源：

https://www.aumanufacturing.com.au/silex-systems-awarded-defence-support-for-quantum-silicon-production

QuanttrolOx 新自动化软件与 Qblox 控制堆栈集成，加速量子技术

8月10日，量子计算机自动化领域的先驱 QuantrolOx 宣布推出其首款产品 Quantum Edge，该产品可自动调整和优化超导量子计算机。Qblox 是可扩展和模块化量子位控制堆栈的领先供应商，宣布与 QuantrolOx 建立合作伙伴关系。通过结合两家公司的解决方案，客户将能够加快研究速度。

自 2022 年起，QuanttrolOx 和 Qblox 产品就已经在荷兰代尔夫特理工大学 QuTech 的 Bluefors 实验室进行了全面测试，并显示可以无缝协作。该联合解决方案已准备好为全球量子计算科学家提供支持，并在 SQA（慕尼黑）进行了现场演示。

来源：

https://quantrolox.com/news-quantrolox-launches-automation-software/

Rigetti推出84量子比特单芯片量子处理器

Rigetti 的第四代架构将 Rigetti 系统的特点（可访问性和可扩展性）与由可调谐耦合器介导的新型双量子位门相结合，以实现更高的性能。Ankaa-1 系统是第一个基于该架构构建的 QPU，是Rigetti建造过的最大、最复杂的系统（84量子比特）；现已在 Rigetti 内部部署，标志着其技术、客户和超导量子比特领域的重大飞跃。

Riverlane 是第一个使用 Ankaa-1 系统的合作伙伴。Riverlane 致力于改进新架构上的纠错技术。Ankaa-1 系统的早期工作与 Riverlane 的量子纠错专业知识紧密结合，此次合作的一个关键目标是为未来的战略和纠错的优化实施提供信息。

来源：

https://medium.com/rigetti/introducing-the-ankaa-1-system-rigettis-most-sophisticated-chip-architecture-unlocks-a-ab3f05e3c264

SandboxAQ 与 30 多所大学、企业和教育组织合作，扩大AI和量子培训

8 月 15 日，SandboxAQ宣布，它已与 30 多所主要大学和其他教育组织建立了合作关系。这些机构与 SandboxAQ 开展正式或非正式的合作，以扩展其人工智能、量子和 STEM 课程；举办教育研讨会；并为学生和博士后研究人员提供资助、奖学金、指导和使用尖端人工智慧解决方案的实践经验。SandboxAQ通过“驻校计划(Residency Program)”培训了来自15个国家的数百名研究生和博士后，该计划让学生直接加入SandboxAQ团队，利用人工智慧技术解决现实世界中的商业和社会挑战。

SandboxAQ 的大学合作关系包括:

- 实习生计划：已经吸引了来自伦敦帝国理工学院、剑桥大学、爱丁堡大学、瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）、加州理工学院、哈佛大学、斯坦福大学、普林斯顿大学、杜克大学等超过 45 所大学和其他顶尖学府的学生。

- 在纽约大学（NYU）和蒙德拉贡大学等四所高等教育机构开发课程。

- 为纽约市立大学（CUNY）研究生中心提供赠款。

- 为教师和学生提供奖学金：加州大学默塞德分校、蒙德拉贡大学和其他三所大学的奖学金。

- 在纽约市立大学（CUNY）、纽约大学、捷克技术大学等举办讲座/研讨会。

来源：

https://www.sandboxaq.com/press-release/sandboxaq-collaborates-with-universities-corporations-and-other-educational-organizations-to-expand-ai-quantum-education

D-Wave、戴维森技术公司合作展示国防解决方案

D-Wave Quantum Inc.（纽约证券交易所股票代码：QBTS）是量子计算系统、软件和服务领域的领导者，而 Davidson Technologies , Inc. 是一家为该部门提供创新工程、技术和管理解决方案的技术服务公司。

8月7日，两家公司宣布，他们在创建推动国防工作的解决方案方面的合作取得了进展：他们共同开发了两款应用，重点是拦截器分配和优化雷达调度。拦截器分配应用旨在减轻潜在的攻击，能够考虑到多种复杂的变量，包括导弹抵御威胁的能力、导弹对威胁的均衡分配以及资源的可用性，以帮助快速识别潜在的防御威胁并确定关键的缓解策略；雷达调度应用程序可有效管理相控阵雷达系统的限时资源，实现与移动物体的通信调度。

D-Wave和戴维森公司正共同致力于推进国防和航空航天行业的智能技术解决方案，创建可支持各种任务目标的应用，包括供应链优化、物流管理、武器系统优化和车辆路由。D-Wave 的解决方案目前可通过该公司的 Leap™ 量子云服务获得，并可与高性能计算和人工智能/ML 等其他技术协同工作。

来源：

https://www.dwavesys.com/company/newsroom/press-release/d-wave-and-davidson-technologies-introduce-new-innovations-to-advance-national-defense-efforts/

量子计算公司（Quantum Computing Inc. ）发布 2023 年第二季度及上半年财报

8月14日，量子计算公司（Quantum Compu公布了截至 2023 年 6 月 30 日的三个月和六个月财务业绩。

2023 年第二季度的收入总计约为112,000 美元（毛利率 54.4%），收入增加主要是由于活跃客户合同数量和规模以及已完成水平的变化。2023 年 6 个月的收入总计约为233,000 美元，比去年 6 个月增长 141%。由于该公司最近才进入商业化阶段，预计 2023 年上半年的收入将微乎其微；然而，随着合同测试和概念验证项目的积压显示出积极的成果，公司预计随着时间的推移，收入将持续增加，直至 2024 年。

来源：

https://www.quantumcomputinginc.com/press-releases/quantum-computing-inc-reports-second-quarter-and-first-half-2023-financial-results/

Zapata AI 和 IonQ 合作推进生成式人工智能研究

Zapata AI是一家为企业最复杂的计算问题提供解决方案的软件公司，8月15日，宣布它已与量子计算硬件和商业领域的行业领导者IonQ （纽约证券交易所股票代码：IONQ）结成战略联盟。在多年合作的基础上，这些团队将在量子硬件上对生成式人工智能技术进行基准测试，以发现量子计算新的潜在优势，从而帮助解决复杂的现实世界业务问题。

该联盟扩大了 IonQ 和 Zapata 之前的量子合作，重点关注生成人工智能。此次合作将 Zapata 的应用程序开发专家和 IonQ 的科学家、先进的计算技术和服务结合在一起，共同交付联合生成人工智能项目。此外，此次合作还将推动联合上市活动，以扩大 IonQ 先进计算服务与 Zapata 产品为企业客户的交付规模。

来源：

https://zapata.ai/news/ionq/

谷歌发布可抵御量子攻击的安全密钥实施方案

8月15日，谷歌发布了它的第一个 FIDO2 安全密钥实施方案，该实施方案应该能够抵抗量子攻击。谷歌与瑞士苏黎世联邦理工学院合作开发了一种量子弹性安全密钥实施方案，该方案利用了混合签名方案，涉及传统椭圆曲线加密技术（特别是 ECDSA）和CRYSTALS-Dilithium （ NIST 最近标准化的量子方案），并表示提供“强大的安全性和卓越的性能”。

概念验证 ( PoC ) 源代码已作为 Google OpenSK项目的一部分发布——OpenSK 项目于 2020 年初宣布，其目标是提供硬件安全密钥的开源代码。作为该项目的一部分，这家科技巨头还提供 3D 打印安全钥匙外壳所需的资源。

展望未来，谷歌希望看到此实现（或其变体）作为 FIDO2 密钥规范的一部分进行标准化，并得到主要 Web 浏览器的支持，以便保护用户的凭据免受量子攻击。

来源：

https://security.googleblog.com/2023/08/toward-quantum-resilient-security-keys.html

Phasecraft 宣布 1300 万英镑 A 轮融资

8月16日，Phasecraft宣布由硅谷 Deeptech VC Playground Global领投的 1300 万英镑 A 轮融资已结束。AlbionVC也加入了本轮融资，现有投资者Episode1、Parkwalk Advisors、LCIF和UCL Technology Fund也参与其中。

Phasecraft将利用这笔资金继续建立由世界领先的量子科学家、研究人员和工程师组成的团队，并最终开发我们突破性的量子算法，使其具有实际优势——量子计算机在实用的实际应用中优于经典计算机。

新的资金使Phasecraft筹集的风险投资总额达到 1725 万英镑，此外还有来自创新英国和欧洲研究理事会等机构的 375 万英镑赠款资金。目前，Phasecraft是唯一一家与世界上三个最先进的超导量子硬件提供商（Google、IBM 和 Rigetti）合作的公司

来源：

https://www.phasecraft.io/news/phasecraft-announces-closing-of-its-13m-series-a-funding

SpeQtral 利用纳米航空电子设备和胚胎电子设备完成量子任务

8月15日，SpeQtral宣布聘请Kongsberg NanoAvionics (NanoAvionics) 和Mbryonics来建造其 SpeQtral-1 卫星。SpeQtral-1 旨在提供需要量子安全的通信服务，因为它表示传统的加密技术受到量子计算的出现的威胁。NanoAvionics 将成为卫星总线提供商，Mbryonics 将生产卫星的光学终端。该纳米卫星将基于 NanoAvionics 的 M16P 总线。

该任务还计划与预计将于今年发射的 SpeQtre 一起使用，作为 ESA INT-UQKD 计划的空间部分，该计划将探索可操作的 QKD 应用程序和服务的国际用例。SpeQtral-1 将是 SpeQtral 继 SpeQtre 技术演示任务之后的第二颗 QKD 卫星，该卫星本身基于 2019 SpooQy-1 CubeSat 演示的技术构建。

来源：

https://speqtral.space/speqtral-announces-kongsberg-nano-avionics-and-mbryonics-as-key-partners-for-speqtral-1-mission/

SEALSQ公布后量子芯片的具体性能

8月18日，WISeKey International Holding Ltd.（“WISeKey”）宣布其半导体和 PKI 子公司 SEALSQ Corp.（纳斯达克股票代码：LAES）的后量子芯片旨在提高半导体的人工智能性能，为科技世界带来前所未有的能力。

SEALSQ 后量子芯片的主要特性包括：

- 量子加速：利用量子叠加，这些芯片有望提供巨大的数据处理能力。Grover 和 Shor 的算法等创新可以缩短人工智能训练时间并实现更快的推理。

- 量子退火和优化：这些芯片利用量子退火，使人工智能系统能够比传统方法更快地找到优化的解决方案，这在机器学习环境中尤其重要。

- 量子机器学习：量子机器学习的突破性研究是 SEALSQ 芯片的核心，有望提高人工智能性能、速度和准确性。

- 后量子密码学：随着量子计算安全问题的日益严重，SEALSQ 芯片优先考虑后量子密码学方法，以确保抵御量子计算攻击。

- 量子网络与通信：集成的量子通信方法（包括量子密钥分发）提供了超安全的通道，这对于保护敏感的人工智能数据至关重要。

- 量子增强型传感器：SEALSQ 芯片采用先进的量子传感器，为半导体行业提供更高的测试和质量控制精度。

来源：

https://www.wisekey.com/press/wisekeys-subsidiary-sealsqs-post-quantum-chips-designed-to-improve-ai-performance-in-semiconductors/

全新硬件方法革新量子计算范式

洛斯阿拉莫斯特国家实验室报告了一种策略，可以在自然量子相互作用中实施一种算法，以比经典计算机或传统门式量子计算机更快的速度处理各种实际问题。

新策略不是在必须共享量子纠缠的众多量子比特之间建立一个复杂的逻辑门系统，而是利用一个简单的磁场来旋转自然系统中的量子比特，如电子自旋。自旋态的精确演化就是实现该算法所需的全部条件。新方法依赖于自然纠缠而不是诱导纠缠(induced entanglement)，因此它需要更少的量子比特间连接：这减少了退相干的影响。因此，量子比特的寿命相对较长。

研究小组证明了这种操作可以快速完成；研究小组还发现，他们的方法受到拓扑保护。也就是说，即使没有量子纠错，它也能抵御控制场和其他物理参数精度方面的许多误差。

8月14日，研究成果发表在《PHYSICAL REVIEW A》上。

来源：

https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.108.022412

研究团队在量子计算机上模拟超扩散(Super Diffusion)

剑桥大学三一学院的量子物理学家与都柏林 IBM 公司合作，成功地在量子计算机上模拟了一个相互作用的量子粒子系统中的超扩散。这是在量子硬件上进行高难度量子传输计算的第一步，随着硬件的不断改进，这项工作有望为凝聚态物理和材料科学带来新的启示。

这项研究中使用的早期量子计算机由27个超导量子比特组成，量子计算机位于纽约约克城高地的IBM实验室，编程则在都柏林进行。

7月20日，研究成果发表在《npj quantum information》上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41534-023-00742-4

观察量子简并气体中的多体化学反应

近年来，物理学家一直在努力实现对量子简并体系中化学反应的控制，在该体系中，粒子的德布罗意波长与粒子间的间距相当。理论预测表明，玻色反应物之间的多体反应在这一体系中将具有量子相干性和玻色增强的特点，然而这一点却很难在实验中得到验证。

芝加哥大学的研究人员最近着手观测量子简并体系中这些难以捉摸的多体化学反应。他们的论文介绍了对玻色凝聚原子和分子之间相干、集体反应的观测结果。

这一研究工作有助于加深目前对量子多体化学反应的理解，勾勒出一条在量子简并状态下控制这些反应的可行途径。在他们的论文中，研究人员介绍了一个量子场模型，该模型很好地捕捉了这些反应的关键动态，从而可以指导这一研究领域未来的实验。

7月24日，研究成果发表在《自然·物理》（Nature Physics）上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02139-8

研究人员开发确定金属延展性的独特量子力学方法

来自埃姆斯国家实验室和得克萨斯农工大学的科学家团队开发出了一种预测金属延展性的新方法。这种基于量子力学的方法满足了对廉价、高效、高通量的延展性预测方法的需求。

新的分析方法结合了局部原子畸变来确定材料是脆性还是延展性。它还扩展了当前方法的功能。通过验证测试，研究小组发现：预测的韧性金属在高应力下发生了显著变形，而脆性金属则在类似载荷下开裂，这证实了新量子力学方法的稳健性。

7月12日，研究成果发表在《材料学报》上。

来源：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645423004354?via%3Dihub

块状斯格明子晶格的三维中子远场层析成像

磁性斯格明子（Magnetic Skyrmion）是一种具有手性自旋的纳米磁畴结构，它具有拓扑稳定性高、驱动电流密度低，以及可用磁、电场和温度等多物理场调控的特性，是未来高密度、高速度、低能耗信息存储器件的核心存储单元。

加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）M. E. Henderson和 D. A. Pushin等、美国国家标准与技术研究院（National Institute ofStandardsandTechnology，NIST）B. Heacock等，利用多投影小角中子散射测量的层析成像算法，展示了块体 Co8Zn8Mn4斯格明子Skyrmion晶格的三维可视化。

样品重构显示了无序的斯格明子Skyrmion晶格，并基于层展(反)磁单极emergent (anti)monopole分支和分割缺陷路径，呈现了三维拓扑转变。在块状斯格明子晶格中，该项技术，为斯格明子稳定化和拓扑转变路径，提供了深入见解，并指导了基于自旋电子学应用，斯格明子材料的未来发展和调控。

8月14日，研究成果发表在《自然·物理》（Nature Physics）上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02175-4

使用碳纳米管电极接触单个石墨烯纳米带

利用自下而上的方法合成的石墨烯纳米带可以实现原子精度的结构化，从而精确控制其物理特性。在量子技术应用中，需要操纵单个电荷、自旋或光子。然而，在单个石墨烯纳米带的水平上实现这一目标在实验上具有挑战性，因为单个纳米带、尤其是表面合成的纳米带很难接触。

在此，瑞士联邦材料科学与技术研究所（Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, EMPA）Jian Zhang，Michel Calame & Mickael L. Perrin等报告了以单壁碳纳米管为电极的多导器件结构中表面合成的石墨烯纳米带的接触和电学特性。这种方法依赖于直径小至 1 纳米的两种纳米管的自对准特性，以及纳米带在各自生长基底上的生长。由此产生的纳米带-纳米管器件表现出量子输运现象：包括库仑阻滞、振动激发态和弗兰克·康登阻滞(Franck–Condon blockade)，这表明了单个石墨烯纳米带的接触。

8月14日，研究成果发表在《自然·电子学》（Nature Electronics）上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41567-023-02139-8

空间双光子态振幅和相位的干涉成像

从高维量子通信到量子成像，高维双光子态都是量子应用中大有可为的资源。其中一项关键任务是充分表征这些态，而采用投影测量方法时，这通常既耗时又无法扩展；不过，幽灵成像技术( coincidence imaging technologies)的新进展允许通过并行多重测量来克服这些限制。

意大利罗马大学 (Sapienza - Università di Roma) Danilo Zia、加拿大渥太华大学（University of OttawaNazanin Dehghan） Alessio D’Errico等，引入了双光子数字全息技术，与离轴数字全息技术类似，利用未知状态与参考状态叠加的巧合成像来执行量子态层析成像。当泵浦光子具有各种量子态时，科学团队将这种方法应用于非线性晶体中自发参量下变频发射的单光子。

与之前的实验相比，所提出的重构技术可以更高效（快三个数量级）、更可靠（平均保真度达 87%）地表征任意空间模式基中的状态。多光子数字全息技术可为实现高效、精确的计算幽灵成像和高维量子信息处理铺平了道路。

8月14日，研究成果发表在《自然·光子学》（Nature Photonics）上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41566-023-01272-3

创建三维物体的新算法可用于量子自旋、光的偏振控制

韩国和瑞士的研究人员开发出了一种算法，可以创建三维物体，这些物体在下坡时会沿着特定的蜿蜒路径滚动。他们还表明，他们的技术可用于为量子自旋和光的偏振等看似毫不相干的系统开发新的控制协议。

8月9日，研究成果发表在《自然》上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06306-y

中国团队取得微波光子的长寿命相干存储研究进展

近期，北京量子信息科学研究院与北京计算科学研究中心和清华大学集成电路学院合作，基于高品质因子的声学量子体系，实现了微波态按需存储及读取，创造了光力相干存储时间的新记录，开发了微波相干态长寿命存储、按需读写等方面的重要应用。

该工作实现了微波态按需存储以及读取，存储微波态能量退相干时间近16秒，量子退相干时间达55毫秒，创造了光力相干存储时间的新记录。这一技术突破将为超导量子编码存储、微波光子中继互联、量子引力的基本测试，甚至暗物质的寻找带来新的机遇。

8月11日，研究成果发表在《npj Quantum Information》上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41534-023-00749-x

中国科学院物理所团队发文研究相干声子驱动的谷间散射和拉比振荡

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理国家重点实验室SF10组博士生王晨宇、刘新豹、陈擎等在王亚娴副研究员、孟胜研究员的指导下，利用组内自主开发的非绝热含时密度泛函分子动力学方法和软件（TDAP），研究了单层WSe₂中相干声子诱导的激发态电子K→Q的谷间散射过程，在飞秒时间尺度揭示了非平衡态电声耦合的规律。

该研究表明，晶格沿布里渊区边界M点纵波声学声子[LA(M)]的相干振荡，可以诱导占据在K谷的光激发电子转移到较低能级的Q谷，散射过程时间尺度约为400fs，与实验结果相符。但与目前实验中观测到的电子占据数指数型衰减有明显不同的是，相干声子驱动的谷间散射呈现出“阶梯式”变化的新奇特征。

8月7日，研究成果发表在《物理评论快报》上。

来源：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.066401

科学家在室温下操纵电子自旋

由剑桥大学领导的一个国际研究小组表示，他们已经找到了一种方法来控制光与电子自旋的相互作用，使它们表现得像微小的磁铁，可用于量子应用；甚至在室温下也能工作。

研究涉及有机半导体，类似于计算机屏幕等数字显示器中用于发光的半导体。在研究中，它们被用来创建由微小“桥梁(bridge)”连接的分子单元；研究发现，对这些桥梁施加光线，可以使结构两端的电子通过自旋状态对齐而连接起来。即使移除桥梁，这些电子仍能通过自旋保持一致。

8月16日，研究成果发表在《自然》上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06222-1

魔角扭曲双层石墨烯微观相的可视化

普林斯顿大学领导的科学家团队对在魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）材料中观察到的许多量子相负责的精确微观基础进行了成像。这种非凡的材料由以二维六边形图案排列的碳原子扭曲层组成，近年来一直处于物理学研究的前沿，尤其是凝聚态物理学研究的前沿。

研究人员首次能够以前所未有的精确可视化方式捕捉相互作用电子的微观行为，这些行为产生了 MATBG 的绝缘量子相。此外，通过使用新颖和创新的理论技术，他们能够解释和理解这些行为。

8月16日，研究成果发表在《自然》上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06226-x

科学家发现50多年前预测的量子态

汉堡大学物理系的研究人员观测到了一种量子态，日本理论家早在 50 多年前就已从理论上预言了这种量子态，但至今仍未探测到。通过在超导体表面定制一个人造原子，研究人员成功地实现了量子点的电子配对，从而诱导出最小版本的超导体。

8月16日，研究成果发表在《自然》上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06312-0

超冷量子气体揭示了对湍流理论的见解

在复杂的湍流领域，可预测性不稳定且混乱盛行，剑桥大学的科学家利用超冷量子气体探索了湍流的核心。这项研究的独特之处在于它能够系统地探索和测量湍流级联的特性，并通过实验为其构建状态方程（EoS），这一努力在其他非平衡系统中仍然难以实现。

研究揭示了新的见解，可以增进我们对非平衡物理学的理解，并对各个领域产生重大影响。

7月26日，研究成果发表在《自然》上。

来源：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06240-z

研究揭示C₆₀富勒烯的遍历性被破坏

由 JILA 和 NIST 研究员叶军领导的研究人员，以及合作者 JILA 和 NIST 研究员 David Nesbitt、来自内华达大学、里诺分校和哈佛大学的科学家，观察到了 C₆₀中新颖的遍历性破坏——这是一种高度由 60 个碳原子组成的对称分子，排列在“足球”图案（有 20 个六边形面和 12 个五边形面）的顶点上。

这些结果揭示了遍历性破缺但对称性破缺的罕见例子，从而进一步深入了解系统的量子动力学。

8月17日，研究成果发表在《科学》上。

来源：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi6354

美国能源部“早期职业奖”获得者研究定制复合纳米晶体，以提高量子通信的光子功率

俄克拉荷马大学化学与生物化学系助理教授、博士Yitong Dong是俄克拉荷马州唯一入选“ 2023 年能源部早期职业研究计划（Early Career Research Program）”的获奖者——8月4日，DOE宣布从全美各地选出 93 名早期职业科学家，他们将获得总计 1.35 亿美元的研究资金。

纳米晶体是纳米技术的一种构件，可用于改善安全通信。Dong的研究小组已经开发出一种生产极小纳米晶体的独特能力，这种能力可以提高单光子发射的纯度，并推动实现可扩展的室温量子通信的能力。通过调整这些纳米晶体（有些小到几十亿分之一米）的尺寸，Dong 的研究小组正在研究纳米晶体的表面如何影响它们的发光方式。

定制这些纳米晶体发射光线的能力是量子信息网络建设的一个重要要求，也是该领域目前的一个空白。

然后，除了测量这种复合材料的稳定性，他们还将研究表面刚度的变化如何改变单光子发射特性，如亮度和纯度。“归根结底，我们的目标是光相干性。”他说：“同一纳米晶体发射的光子在相位和波长方面是否都相同？如果它们都是一样的，那么它们将对未来的量子计算和量子通信非常有用。”

来源：

https://www.energy.gov/articles/doe-awards-135-million-groundbreaking-research-93-early-career-scientists

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