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周报丨集成光学平台首次演示qutrit；拜登访问IBM量子计算中心

光子盒研究院 光子盒 2023-03-04
收录于合集 #量子周报 152个
光子盒研究院出品


01
本周头条
This week's headlines

量子自动编码器实现了集成光学平台的首次qutrit演示


量子自编码器是量子数据压缩的有效手段。现在，新加坡南洋理工大学领导的一个团队提出并演示了它们用于降低高维系统中子空间量子隐形传态的资源成本。以压缩-传送-解压缩的方式使用量子自动编码器，并报告了使用集成光子平台的qutrit(三进制)首次演示，以实现未来的可扩展性。

关键策略是通过擦除冗余信息压缩输入态的维数，并在芯片间隐形传态后恢复初始态。应用无监督机器学习来训练片上自动编码器，使得能够从高维子空间压缩和传送任何状态。未知状态以高保真度(~0.971)进行解压缩，获得~0.894的总隐形传态保真度。子空间编码拥有巨大的潜力，因为它们支持增强的噪声鲁棒性和增加的相干性。他们的方案为量子系统中的机器学习技术奠定了基础，为之前未知的高维量子计算和网络开辟了道路。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443762.html

拜登到访，IBM将为量子计算等技术投资200亿美元


10月6日，美国总统拜登访问了位于纽约州Poughkeepsie的IBM工厂，这里也是IBM量子计算中心的所在地。参观工厂后，拜登和IBM首席执行官Arvind Krishna分别发表了讲话，Krishna宣布将在纽约州对半导体、量子计算和其他尖端技术投资200亿美元。

拜登此行目的之一是宣传他在今年早些时候签署的《芯片和科学法案》(CHIPS)。该法案将投资2000多亿美元用于半导体、量子计算等尖端技术。作为对CHIPS法案的支持，IBM首席执行官Armind Krishna宣布未来十年内在纽约州的哈德逊河谷投资200亿美元。他说：“这项投资包括半导体技术、大型计算机、量子计算机和人工智能方面的突破。所有这些都将促进经济活动并创造就业机会，此外还将支持哈德逊河谷的7500个就业岗位和全州的11000个就业岗位。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443760.html

历史性时刻！诺贝尔奖颁给量子信息科学


10月4日，瑞典皇家科学院公布2022年诺贝尔物理学奖得主：Alain Aspect、John Clauser和Anton Zeilinger，以表彰他们在“用于纠缠光子的实验，确立对贝尔不等式的违反和开创性的量子信息科学”的卓越成就。

三位获奖者分别利用纠缠的量子态进行了突破性的实验，其中两个粒子即使被分开也表现得像一个整体。他们的成果为基于量子信息的新技术扫清了道路。“越来越明显的是，一种新的量子技术正在出现。”诺贝尔物理学委员会主席Anders Irbäck说：“我们可以看到，获奖者在纠缠态方面的工作具有重要意义，甚至超越了有关量子力学解释的基本问题。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443756.html

英特尔在量子芯片生产研究方面达到关键里程碑


英特尔在量子芯片生产研究方面达到关键里程碑。首先，硅自旋(半导体)量子比特芯片良率高达95%；同时，刷新了硅自旋量子比特数量的新纪录——12个，超过此前《自然》杂志报道的6个量子比特。这意味着硅自旋量子比特芯片已经非常接近量产，是朝着商业量子计算机所需的数千甚至数百万量子比特迈出的关键一步。

与之前的英特尔测试芯片相比，在低温下表征的器件的良率和一致性提高使英特尔能够使用统计过程控制来确定制造过程中需要优化的区域。这加速了学习，代表了向商业量子计算机所需的数千甚至数百万量子比特迈出的关键一步。此外，跨晶圆良率使英特尔能够在单电子机制下自动收集整个晶圆的数据，从而实现了迄今为止最大规模的单量子点和双量子点演示。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443731.html

欧洲选择6个国家部署首批量子计算机


旨在使欧洲成为超级计算领袖的欧洲高性能计算联盟（EuroHPC JU）在欧盟（EU）选择了六个站点（捷克、德国、西班牙、法国、意大利和波兰）来托管和运营第一台EuroHPC量子计算机。这些新系统将主要用于研发目的，供广泛的欧洲用户使用于科学界、工业和公共部门。该提案确保了量子技术和架构的多样性，使欧洲用户能够获得许多不同的量子技术。

该量子计算机基础设施将支持开发与欧洲工业、科学和社会相关的各种应用程序，为欧洲超级计算机基础设施增加新功能。在工业和科学界，有一系列重要的计算任务是经典超级计算机难以解决的。这种复杂问题的例子包括交通流量的优化以及化学和物理学中用于开发新药物和材料的基本数值问题。这就是量子计算可以提供帮助的地方，并为解决这些难以计算的问题的新方法打开了大门。量子计算功能在HPC应用中的集成将为工业创新带来全新的科学发现和机遇。

而2021年12月，EuroHPC JU便通过其R&I项目HPCQS启动了其首个量子计算计划，将两个量子模拟器集成到两个已经存在的超级计算机中，每个模拟器控制约100多个量子比特。HPCQS将成为世界上独一无二的混合量子-超级计算的孵化器。混合计算融合了最好的量子技术和经典HPC技术，将创造新的创新潜力，并为欧洲进入后百亿亿次级时代做好准备。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443078.html

英国成立量子计算联盟，赋能产业发展


为确保英国在新兴技术中成为“世界领导者”，一个代表英国量子计算产业由行业主导、政府支持的联盟UKQuantum已经成立。UKQuantum已经面向英国量子产业的组织开放其会员资格，致力于成为该行业的领头者，支持英国作为全球量子计算中心的地位发展。

新任科学和投资安全部长Nusrat Ghani说：“量子是政府对英国成为全球科技超级大国愿景的重要组成部分，这些令人兴奋的新技术有潜力从推进药物研发到帮助减少气体排放，改变我们的社会和经济。因此，我非常高兴英国量子公司现在面向会员申请开放，在与政府密切合作的同时团结行业界，帮助塑造英国量子技术的未来。”

UKQuantum将为量子部门的成员举办网络研讨会、委员会和线下研讨会，并就相关主题向政府提供反馈。该联盟的创始成员包括英国电信、Orca Computing、牛津仪器和Nu Quantum。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443772.html

华尔街日报：中国寻求计算领域的量子飞跃


近日，《华尔街日报》的一篇报道《中国寻求计算领域的量子飞跃》表示，虽然实际部署的时间表仍然不确定，但对量子计算的期望仍在继续增长。“美国、德国、法国和印度等国家都承诺在未来几年内将超过10亿美元的国家资金用于量子技术研究。北京没有公布其计划投资的数字，但中国媒体报道和美国政策研究机构，包括总部位于加州圣莫尼卡的智库兰德公司和麦肯锡，已将其在一个时期的承诺投入到10亿美元到10亿美元之间。超过150亿美元。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443800.html

02
量子计算与模拟
Quantum computing & simulation

Multivers的量子算法成功构建了高回报、低风险的投资组合


金融垂直领域的量子技术软件公司Multivers Computing与甫瀚咨询(Protiviti)以及联合汽车金融公司(Ally Financial)合作发布了一项研究，展示了在量子退火系统（一种寻找最佳解决方案的技术）上运行的新算法如何自动优化投资组合，并获得与传统投资组合相匹配的回报。

这是由量子计算工程师和金融分析师组成的联合团队开发的一种混合量子-经典方法，用于金融指数跟踪投资组合，从而最大限度地提高回报并最大限度地降低风险。利用混合经典量子方法，研究人员为纳斯达克100指数和标准普尔500指数的公司建立了投资组合，并计算了一年内的每日回报率。

Ally的首席信息、数据和数字官Sathish Muthukrishnan表示，“三方合作共同开辟了新的天地，推进了基于量子的解决方案，以解决对经典计算机来说仍具挑战性的投资组合优化问题。随着量子硬件性能的提高，将有更多的机会以更低的市场风险提供更好的回报。我为量子团队继续探索各种使用方案感到自豪，这些方案使我们的客户受益，并帮助合力金融看到更深层次的世界。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443922.html

苏黎世仪器推出用于可扩展量子计算的直观软件框架LabOne Q


量子计算控制系统的领先企业苏黎世仪器推出LabOne Q，这是一种用于可扩展量子计算的直观软件框架。LabOne Q基于Python的高级编程界面使用户能够专注于直观、高效的实验设计，同时自动考虑仪器细节，并最大限度地延长有用的计算时间。软件和硬件之间的紧密系统集成确保了从单个量子比特到100个或更多量子比特的无缝用户体验。

使用LabOne Q，用户可以同时调整多个量子比特、多路复用量子比特状态读出、多量子比特门校准或控制串扰补偿。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443793.html

VIPC选择量子计算公司作为基于风险的飞行轨迹合作伙伴


弗吉尼亚创新合伙企业（VIPC）宣布与量子计算公司（QCI）（纳斯达克股票代码：QUBT）建立合作伙伴关系，QCI是弗吉尼亚州可访问量子计算的新兴领导者，利用QCI的Path to Quantum咨询、Qatalyst™软件和量子光子系统硬件确定无人机的最佳飞行轨迹。

QCI将把其量子光子系统应用于一个关键的风险管理用例，涉及无人机飞行轨迹的选择。在这项工作下，QCI将确定无人机在目的地之间穿越的最佳时间、速度和路线，同时通过使用QCI的熵量子计算（EQC）系统满足空域限制并最大限度地降低与天气，障碍物和其他飞机相关的风险。QCI的熵量子计算系统非常适合解决复杂的优化问题，并显示出快速识别优化的飞行路径的潜力，从而最大限度地降低成本和飞行中的风险。

作为该项目的一部分，QCI和VIPC计划利用弗吉尼亚飞行信息交换（VA-FIX）收集的传感器和微观天气数据，VA-FIX是一个信息中心，专注于提供权威的州和地方数据以支持无人驾驶航空系统。VIPC将这些组件视为弗吉尼亚州先进空中交通的关键前沿技术。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443778.html

可持续能源公司AVANGRID颁发量子计算解决方案奖


领先的可持续能源公司AVANGRID举办了主题为“加速转型”的年度创新论坛，其中包括一些AVANGRID将电网转换为绿色电力的最具创新性的方法。

今年获胜的创新挑战团队由康奈尔大学的博士生Shiang-Wan Chin和Akshay Ajagekar领导，他们开发了一个案例研究，探索量子计算在公共事业和可再生能源领域的应用和影响。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443764.html

Q-CTRL发布量子计算教育平台Black Opal企业版


Q-CTRL组建了世界上最重要的量子控制工程师团队，是通过量子控制基础设施软件开发有用量子技术的全球领导者，为全球许多最先进的量子计算和传感团队提供解决方案。Q-CTRL于2022年10月4日发布了Black Opal企业版。

Black Opal企业版是唯一一个全面、交互式的企业就绪型量子计算教育平台，现包括用户管理、跟踪、分析和联合品牌，旨在帮助企业采用量子计算。在2022年4月向个人用户发布Black Opal之后的扩展版本。

Black Opal的直观、可视化和高度互动的平台使任何人都可以轻松学习量子计算，无论其专业背景如何。该平台已迅速成为首选资源，并获得了出色的评论。“Black Opal降低了企业和组织理解量子计算的障碍，这些企业和组织构建了量子就绪团队并让客户对量子计算有所了解”，负责Black Opal的产品经理Mick Conroy说，“在我们的客户参与中，甚至在我自己学习量子计算的旅程中，我们发现构建具有企业功能的正确可视化工具是非常重要的。”根据Q-CTRL的说法，量子行业对具有技术专长的人员的需求十分迫切，员工需要Black Opal企业版提供的定制培训，而部分公司正使用该平台来培训员工。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443111.html

IonQ与美国空军实验室签订提供量子解决方案的合同


量子计算行业领导者IonQ（纽约证券交易所代码：IONQ）于2022年9月30日宣布，它已获得一份价值1340万美元的合同，主要负责为美国空军研究实验室（AFRL）提供其捕获离子系统的访问权限，用于量子计算硬件研究以及量子算法和应用程序的开发。AFRL-IonQ协议标志着IonQ最新的商业化里程碑，代表了投资量子计算的重要公私合作伙伴关系。

IonQ由Christopher Monroe和Jungsang Kim创立于2015年，是量子计算领域的领导者，在创新和部署方面拥有良好的记录。IonQ的最新一代量子计算机IonQ Forte是尖端系统系列中的最新计算机，该系统拥有业界领先的23个算法量子比特。除了创纪录的性能外，IonQ还定义了其认为是实现规模化的最佳途径。IonQ是唯一一家拥有量子系统的公司，其量子系统可通过亚马逊Braket，微软Azure和谷歌云上的云提供，也可以通过IonQ直接访问。

IonQ首席执行官Peter Chapman说：“量子计算是我们认为将在美国国防技术的开发和部署中产生不可预见的效率和实力的关键，”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443088.html

03
量子通信与安全
Quantum Communication & Security

LG电子公司将后量子密码技术用于车辆网络安全


汽车进入联网时代后，网络安全的重要性与日俱增。韩国LG电子将使用后量子密码（PQC）技术提高其汽车零部件业务的网络安全竞争力，该技术被认为是可以安全抵御量子计算机攻击的加密算法。而LG电子将使用PQC技术开发车载信息娱乐系统的原型，该系统不需要单独的网络基础设施来分发加密密钥，而是灵活地应用需要加密的有线和无线网络的不同部分。

由于所有与IT相关的硬件和软件都使用不同的密码，许多公司不得不存储和处理大量数据，因此抵御黑客攻击的安全系统非常重要。在没有量子密钥的情况下，以量子状态编码的数据是不可破解的，量子密钥则是用于破译加密信息的随机数表。密码学家正在设计新的算法，为量子计算成为安全威胁的时代做好准备。

LG电子表示，将在车载支付服务，车联网（V2X）和无线（OTA）等各个领域应用抗量子加密技术来加强网络安全。V2X是一项关键的自动驾驶技术，允许自动驾驶汽车与其他汽车和道路设施（如交通信号灯和人行横道）进行通信。负责汽车部件解决方案的Eun Seok-hyun在10月5日的一份声明中表示：“随着汽车网络安全的重要性日益增加，我们不仅将内部化差异化的汽车部件技术，还将内部化最高水平的安全技术。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443903.html

美国移动运营商AT&T计划在2025年实现“量子就绪”


AT&T的量子安全和准备团队成员在本周安全会议上声称AT&T的目标是到2025年时进入“量子就绪”状态。据AT&T主要技术人员Brian Miles称，一级运营商一直在识别其加密资产，审查后量子加密解决方案，并进行试验以确定这些解决方案的可行性。

在加密相关的量子计算机（CRQC）出现之前，研究员对量子安全的探索不会松懈。根据Miles的说法，CRQC是这样一种量子计算机，它使用Shor算法达到了破解RSA-2048密钥的计算能力。Shor算法是由美国数学家Peter Shor于1994年开发的量子计算机算法。而目前行业专家对2034年是CRQC出现的可能日期的说法已达成共识。

更多的组织为了防患于未然而开始了他们的“量子就绪”之旅。专家建议的第一步是了解组织的潜在风险，因此Miles还建议AT&T应该强调实施加密灵活性。这是一种允许公司替换其加密原语、底层加密和加密算法，而对现有应用程序几乎没有影响的架构。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443890.html

研究人员在量子克隆机方面取得进展


伊利诺伊大学的研究人员使用半定规划(一种研究如何有效优化复杂过程的数学方法)在称为量子克隆机的成熟理论结构上获得了新结果。

从表面上看，量子克隆机对基于著名的量子力学不可克隆定理的通信协议构成威胁，该定理指出，任何量子力学操作都不能创建量子态的精确副本。实际上，他们不是试图制造量子态的精确副本，而是试图制造足够接近的近似复制品欺骗通信各方。这样的过程是用半定规划的方法构造的：不可实现的克隆操作被一个不完美但可实现的过程近似。然而，早期的研究工作建立了强有力的基本限制，使得这些过程实际上无效。

因此，在新的论文“过程优化的相位协变量子克隆”中，研究人员指出，在对包含多个能级的所谓相位协变态(一种易于表征和操纵的量子态)的克隆机器的讨论中，有一个遗漏的细节。标准的量子信息处理单元是二能级量子比特(qubit)，由于其理论简单和相对容易实现而被广泛使用。然而，多能级处理单元(称为“qudit”)理论上可以提供更强大的功能和更强的鲁棒性，因此我们需要知道这些功能是否以安全性为代价。

在使用半定规划的方法构建了一个调整到相位协变状态的最佳克隆机器后，他们证明了过程优化的保真度(复制状态质量的一种衡量标准)随着处理单元层数的增加而降低。这一结果与更一般的克隆机器的结果一致，证实即使采用多级处理单元，它们也不会构成严重威胁。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443799.html

SandboxAQ第三笔战略投资：Qunnect 800万美元A轮融资


SandboxAQ是一家提供人工智能和量子技术（AQ）解决方案的SaaS公司，而Qunnect是一家从事构建硬件将电信基础设施转变为可扩展的量子网络的公司。近期SandboxAQ宣布参与由空中客车风险投资公司领投的Qunnect 800万美元A轮融资，本轮融资将用于进一步开发该公司产品套件，扩大制造规模，并推出多节点研发量子网络测试平台，以演示纠缠分发协议。该网络连接到纽约市现有的光纤电缆，将成为美国首个此类网络。

2021年，Qunnect将世界上第一个量子存储器商业化，用于在现有电信基础设施中远距离分发纠缠。Qunnect此前从包括美国能源部、美国国家科学基金会和纽约加速基金在内的支持者处筹集了700万美元的联邦资金和200万美元的私人资金。

这也是SandboxAQ从Alphabet分拆后完成的第三笔战略投资，此前，该公司于8月初宣布对量子密钥分发公司 EvolutionQ进行战略投资，9月中旬宣布收购后量子密码公司Cryptosense

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443787.html

量子纠缠的里程碑：第一个可编程光学量子存储器


德国帕德博恩大学、乌尔姆大学的研究人员合作，开发了第一个可编程的光学量子存储器。研究成果以《通过主动前馈和多路复用产生可扩展的多光子纠缠态》为题，作为“编辑推荐”发表在《物理评论快报》期刊上。

该方法的工作原理类似于纠缠装配线，其中纠缠的光子对按顺序创建并与存储的光子结合。通过这个可编程光学量子存储器，Silberhorn的团队已经制造了四光子和六光子纠缠态，成功率分别是传统方法的9倍和35倍。

Silberhorn解释说：“我们的系统允许逐渐建立起越来越大的纠缠态，这比以前的任何方法都更可靠、更快、更有效。对我们来说，这代表了一个里程碑，使我们离有用的量子技术的大型纠缠态的实际应用越来越近了。这种新方法可以与所有常见的光子对源相结合，这意味着其他科学家也将能够使用这种方法。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443729.html

量子技术为鹿特丹港提供了更安全的网络


鹿特丹港是世界上最大的港口之一，也代表了荷兰经济的重要组成部分。因此确保其通信系统的安全将每年提高数以万计的海船的安全性，并在很大程度上改善随后的经济交通。而现在，鹿特丹港的相关从业人员将能够参与多用户量子网络并从中受益。虽然一些国家已经尝试了量子通信，但QuTech的衍生产品Q*Bird是第一个部署新型安全量子网络的产品。该网络可以通过中心集线器以经济高效和可扩展的方式连接多个用户，这将确保无法外联的互联网连接遍布整个海港地区的用户之间。

恶意窃听各方之间的通信系统可能导致重大的财务损失、关键业务运营中断或人身伤害。量子通信基础设施将确保无法侵入的连接，并将改善作为欧洲大陆物流链一部分的鹿特丹，尤其是其重要基础设施。

作为部署安全量子网络的第一步，该系统的中心枢纽将位于鹿特丹港务局，并将连接Portbase的用户以及鹿特丹港的其他海事物流公司。中央枢纽的多用户功能允许以后向网络中添加驳船和试点组织。在适当的时候，其他最终用户也可以连接到系统。这样的设置使所有用户能够通过安全、不可侵入的网络进行连接。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443618.html

Cloudflare透露后量子密码保护了近五分之一的网站


Y2Q，即量子计算机可以解密公钥算法那一天的倒计时已经开始。云安全联盟（CSA）预测这最早可能在2030年4月14日发生。许多公司正在等待后量子威胁变得明显后再采取行动，但其他公司，如内容交付网络（CDN）巨头Cloudflare，正在提前入场并对量子安全解决方案做出回应。

Cloudflare宣布，它将为今天连接到其网络的所有网站和API支持后量子加密。这将基本上确保所有Cloudflare站点都受到保护，免受量子计算机入侵，根据W3Techs的数据，量子计算机入侵占所有网站的19.1%。

像Cloudflare这样的知名安全公司致力于后量子加密的事实表明，企业应该认真对待恶意使用量子计算机的威胁。研究人员预计，到2030年，后量子密码市场的估值将达到4.7683亿美元，复合年增长率（CAGR）为18.67%。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443573.html

科学家通过声波实现了量子比特的高效传输


受到脉冲激光功能的启发，来自法国和日本的科学家开发了压缩光和微波信号的单周期脉冲的合成，可以在量子节点之间精确和受控地传输单个电子。

电子的自旋可以用于创建量子比特——量子计算的基本信息单位。为了处理或存储自旋信息，量子比特中的信息可能必须在网络中的量子节点之间传输。来自保罗·德鲁德固态电子研究所的柏林纳米电子学专家Paulo Santos将这项技术比作一个乘风破浪的冲浪者。“就像冲浪者被海洋中的波传输一样，电子量子比特骑着表面声波在量子网络中移动，”Santos解释道。

为了产生这些声波，将含有量子节点的芯片嵌入砷化镓晶体中，该晶体与沉积在压电基板上的两个镀金电极相连。通过向这些电极施加交流电压来产生电场。变化的电场使压电材料变形并产生表面声波，它们伴随着一个移动的电场（由逆压电效应产生），有助于传输电子。根据Santos的说法，这种技术在芯片上精确传输量子比特以及在飞行中操纵它们的独特能力可能在未来有许多不同的应用。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443614.html

04
量子传感
Quantum sensor

中国科大实现百公里自由空间高精度时间频率传递


近日，中国科学技术大学潘建伟及其同事张强、姜海峰、彭承志等与上海技物所、新疆天文台、中科院国家授时中心、济南量子技术研究院和宁波大学等单位合作，通过发展大功率低噪声光梳、高灵敏度高精度线性采样、高稳定高效率光传输等技术，首次在国际上实现百公里级的自由空间高精度时间频率传递实验，时间传递稳定度达到飞秒量级，频率传递万秒稳定度优于4E-19。实验结果有效验证了星地链路高精度光频标比对的可行性，向建立广域光频标网络迈出重要一步。该成果于2022年10月5日在线发表于国际著名学术期刊《自然》杂志。

在本工作中，研究团队发实现了瓦级功率输出的高稳定光频梳以及纳瓦量级的高灵敏度线性光学采样探测，使得单次时间测量精度优于100飞秒，进一步提升了光传输望远镜的稳定性和接收效率。在上述技术突破的基础上，研究团队在新疆乌鲁木齐成功实现了113公里自由空间时频传递，时间传递万秒稳定度达到飞秒量级，频率传递万秒稳定度优于4E-19，系统相对偏差为6.3E-20±3.4E-19，系统可容忍最大链路损耗高达89dB，远高于中高轨星地链路损耗的典型预期值（约78dB），充分验证了星地链路高精度光频标比对的可行性。

审稿人员高度评价该工作：“该工作是星地自由空间远距离光学时间频率传递领域的一项重大突破，将对暗物质探测、物理学基本常数检验、相对论检验等基础物理学研究产生重要影响。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443924.html

时间可编程频率梳状激光器实现了量子限制的灵敏度


经典自参考频率梳激光器被发明二十年以来，一直由于其光输出的刚性间距，被认为是用于频率、时间和距离测量的完美标尺。因此，它现被用于许多需要高带宽和高精度组合的传感应用。但其中许多应用受到光梳输出刚性固有的折中限制，工作灵敏度远低于量子极限。

隶属于美国国家标准与技术研究院（NIST）的Emily D. Caldwell、Laura C. Sinclair和Nathan R. Newbury等研究员演示了一个高灵敏度的可编程频率光梳，其中脉冲时间和相位以±2阿托秒精度进行数字控制。这种灵敏性可在传感应用中提升量子限制的灵敏度，因为可编程光梳可以配置在散粒噪声极限下相干跟踪弱返回脉冲序列。

为了突出其功能，研究员在测距系统中使用这种可编程光梳，与传统的双梳系统相比，将达到给定精度所需的功率降低了约5000倍。这使得测距范围变为每脉冲数为1/77的平均光子，同时保持了刚性频率梳的全部精度和精度。超越测距和成像在时间和频率计量中的应用广泛，基于光梳、泵-探针实验和压缩传感均受益于梳状脉冲时间和相位的相干控制。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443919.html

05

核心器材

Core equipments


Bluefors加入美国量子经济发展联盟(QED-C)


近日，全球领先的稀释制冷机供应商Bluefors加入了量子经济发展联盟(QED-C)。QED-C是在美国国家标准技术研究院(NIST)的支持下成立的，是美国政府推进量子信息科学战略的一部分，也是美国2018年颁布的《国家量子倡议法案》中的重要举措。

QED-C得到美国商务部国家标准与技术研究院(NIST)及其200多个成员的支持，其中包括来自整个量子技术上下游供应链的150多家公司——组件供应商/制造商、软件/硬件系统开发商、服务商和最终用户。作为QED-C的成员，Bluefors将致力于支持QED-C在量子生态系统中的举措，这些举措对于美国实现技术标准将起到关键作用。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443768.html

06
战略政策
Strategy & Policy

美国空军研究实验室启动量子信息重大挑战赛


美国空军研究实验室(AFRL)正在征求白皮书意见，来评估量子启发的高效信息提取方法，这打破了传统成像的限制。量子激发成像技术解决超出瑞利分辨率限制的问题，为现实世界应用提供优势，如人造空间碎片或天然空间物体(如小行星、彗星和星际物体)的检测和表征。

目前，在近地轨道上，望远镜无法分辨大小为10cm的物体，而在地球静止轨道上则无法分辨大小为1m的物体。此外，太阳系中的小天体，如星际天体奥陌陌(Oumuamua)，其表现出的特性使我们的地面和天基平台难以描述其特征(例如，极低的光照水平、形状奇怪的天体、极端的距离和非标准的轨迹)。

这项重大挑战旨在改进碎片物体的探测和空间物体的表征，包括但不限于碎片事件碎片计数和未知碎片物体的增强定义，以便更好地分类和轨道确定。所提出的方法应量化量子衍生图像提取技术在空间监视网络目前使用的最先进技术基础上的改进。

挑战赛获胜者无需将其独家知识产权转让给政府，只需授权政府来构建他们的解决方案。本次挑战比赛的资格仅限于美国公民和美国永久居民。超越瑞利极限的图像量子信息提取领域的问题解决者可以赢得一份价值50万美元的合同，分四个阶段授予，以便开发更高分辨率空间成像解决方案。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443775.html

汉堡大学获得欧盟资助的600万欧元用于量子研究


来自汉堡大学物理学院的Dieter Jaksch教授将获得490万欧元的研究资金用于量子计算流体动力学（QCFD）项目，该项目旨在通过量子技术改进流体流动的计算。而由物理学院Thore Posske博士管理的扭曲量子项目将获得150万欧元，用于研究更稳定的扭曲量子系统。这两个项目均侧重于数据流和扭曲量子，以期实现更好的数据安全防护。

准确预测的能力和对复杂流体流动的优化推动了许多领域的科学进步。“我们正在通过为计算流体动力学中的工业相关问题开发量子软件框架来应对这一挑战，”Jaksch教授说。QCFD项目将会扩大量子计算在工业应用中的可能性，使能源、汽车或化学工业等各个行业从中受益，并增大流量计算的可能性。该项目作为欧盟委员会地平线欧洲研究与创新（RIA）计划的一部分获得欧盟的资助。

目前的量子系统非常不稳定，当受到外部因素的影响时，可能会迅速发生故障。

因此，Posske博士正在开发一种鞋带模型，用于研究更稳定的量子计算机的新型数据存储方式。与鞋带类似，信息只能通过打结的方式来保护自身免受外部因素的影响。扭曲量子项目将从2022年11月1日起获得欧洲研究理事会的ERC启动补助金，为期五年。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443908.html

不莱梅大学：超过50万欧元用于量子系统的人工智能研究


机器学习和人工智能（AI）方法现在用于生活的许多领域。不莱梅大学物理研究所的两个项目正在研究量子系统和量子光子学的机器学习。机器学习的基本思想很简单：通过训练，使复杂的系统“学习”预测训练数据之外的行为，而不必知道基本定律。而另一种选择可能具有足够复杂性的物理系统，使机器本身作为人工神经网络发挥作用。就像信息通过视神经到达大脑一样，信息被输入到人工神经网络中。通过训练过程，系统学会解释这些信息振动，就像大脑使用传入的数据来生成我们对图像的感知一样。

这个概念现正在由不莱梅大学科学研究所的Christopher Gies教授领导的“半导体纳米结构量子光学在量子信息技术中的应用”研究小组转移到最小的尺度上，其中量子力学定律起到支配作用。PhotonicQRC合作项目旨在探索量子力学在机器学习中的优势及其利用。该项目的资金约为100万欧元，不莱梅大学获得其中21.5万欧元用于研究。

在量子信息技术中，原子薄半导体充当以光速传输的信息载体。在整个欧洲的EQUAISE研究项目中，原子薄半导体将被确立为单光子的新来源，可用于将量子力学编码的信息输入量子存储库计算机(quantum reservoir computing)。为此，不莱梅大学正在与奥尔登堡大学的研究人员、纳米公司以及意大利，西班牙和波兰的大学合作伙伴密切合作。该项目通过QuanterA计划获得约200万欧元的资金，不莱梅大学其中约33万欧元用于研究。不莱梅大学的量子系统研究获得了共计超50余万欧元的科研资金。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443203.html

克利夫兰诊所被选为大华盛顿地区量子计算中心的创始合作伙伴


慈善组织Connected DMV总部位于大华盛顿地区，其跨行业合作联盟正在建立新的生命科学和医疗保健量子创新中心，为蓬勃发展的量子时代做好准备。美国商务部经济发展管理局（EDA）已向Connected DMV拨款超过60万美元，用于建设该中心。这将与至少25个专门从事量子最终用途和技术构建的组织的合作。

该中心将成为Connected DMV的Potomac量子创新中心计划的一部分，该计划旨在加速量子投资和研发；开发公平和可扩展的人才管道；并扩大公共部门、学术界、工业界、社区和投资者之间的合作，以加速量子的价值。量子创新中心是该计划的一部分，旨在加速关键行业领域的量子投资、研究和开发。

作为一个非营利性的多专业学术医疗中心，克利夫兰诊所致力于通过量子计算推动医学研究，也因此被选为创始合伙人和领先的医疗保健系统，参与旨在促进量子计算行业合作和创新的新计划。作为联盟中领先的医疗保健系统，克利夫兰诊所将帮助定义量子在未来医疗保健中的作用，并向其他卫生系统传播有关其可能性的教育。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443627.html

空客牵头启动Pack Quantique项目，旨在探索量子优势


作为2020年底启动的封装量子（PAQ）的一部分，巴黎法兰西岛地区将资助三项旨在探索量子计算优势以满足航空、太空和国防（ASD）需求的新计划。主要行业参与者包括空中客车、MBDA和海军集团，领先的学术参与者（ONERA和Inria）以及量子技术初创企业（Pasqal、Quandela和Alice & Bob）。ASD领域的三家主要公司将受益于Quandela、Pasqal和Alice & Bob的专业知识，这三家初创公司专门从事量子计算技术的发展。

PAQ系列中第一个项目由初创公司Pasqal和ONERA领导，涉及对飞机周围气流的行为以及作用在其表面上的空气动力学力的分析。第二个项目由Quandela、ONERA和MBDA负责，涉及对燃烧的物理化学现象的控制。第三个项目的主题则是“使用猫量子比特进行量子力学学习”（QML Cat）。

Inria量子技术研究员Harold Ollivier认为：“Alice & Bob的量子处理器对某些错误的特殊消除能力可能会产生更高的效率。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443274.html

澳大利亚成立国家量子咨询委员会以加强澳大利亚量子产业


2022年9月，澳大利亚工业和科学部部长Ed Husic宣布成立国家量子咨询委员会，该委员会由来自商界、科学界和政府的领头人组成，在研发、商业化、投资、供应链和国家安全方面拥有丰富的专业知识，由澳大利亚首席科学家Cathy Foley博士担任主席。

澳大利亚国家量子咨询委员会旨在指导澳大利亚政府的国家量子战略，推动量子行业增长。同时集中国家力量，以加强澳大利亚作为量子研究和商业化强国的国际声誉。

在宣布成立后，Husic部长说“我们需要确保澳大利亚提升在量子领域的能力和价值。作为部长，我的工作不是说什么不能做，而是推动委员会共同实现量子技术方面目标的决心。”

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443189.html

QED-C发布报告：量子计算需要更多的公私合作


量子经济发展联盟（QED-C）发布了一份新报告——量子计算领域的公私合作伙伴关系,用于呼吁加强政府与商业的合作，广泛描述了新兴的用例，并为寻求更多的公私合作伙伴关系（PPP）提供了建议。该报告表明了量子计算有四个广泛的应用类别：优化、模拟、线性代数以及因式分解。

尽管一些量子计算的先驱已经发布了详细的时间表以便实现量子优势。但QED-C发布的报告在建议的时间表上更加克制，并提出了三项建议：专题应用程序发现；组织量子挑战；量子使能技术加速。

这份QED-C最新的报告提醒人们，在量子计算机成为主流前，还有很多任务要做。QED-C认为商业量子科学生态系统——硬件、软件、开发工具等正在迅速扩张。技术进步正在加速，但依旧存在障碍，更多以量子为目标的PPP可以帮助加速开发。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443148.html

07
教育人才
Education & Talents

硅量子计算公司Diraq任命William Jeffrey博士为董事长


作为使用硅量子点构建量子处理器的全球领导者，Diraq的目标是通过将单个芯片上的量子比特数提高到有用的商业应用所需的数十亿个来彻底改变全栈量子计算。2022年10月6日Diraq宣布任命William (Bill) Jeffrey博士为非执行董事兼董事长，立即生效。

Diraq首席执行官Andrew Dzurak教授说：“董事会和我很高兴像Bill这样才华横溢的技术领导者加入了我们的团队。作为尖端量子技术领域的投资者，他为Diraq带来了30多年在政府和商业领域的经验，涵盖我们的整个产品生命周期和全球关键行业垂直领域。将对Diraq未来的发展轨迹产生重大影响，成为Diraq实现成为全栈量子计算全球领导者的目标的有效助力。”

Jeffrey博士很高兴加入Diraq董事会担任主席，并将与Andrew及其团队合作，一起推动有效可扩展的量子计算，以达到所需的数十亿量子比特。Diraq一直致力于这项重要的研究二十余年，Jeffrey博士在这个转折点的加入，可以加快将完全集成芯片组升级为稳定、紧凑系统的进展。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443902.html

亚利桑那大学斥资9900万美元建设研究大楼，包括量子网络中心


亚利桑那大学斥资9900万美元建设的研究大楼即将于2024年1月完工，大楼的一个关键组成部分是量子网络中心，这是一个持续多年、数百万美元的美国国家科学基金会项目，将为量子互联网奠定基础。量子互联网将彻底改变人类计算、通信和感知世界的方式，方法是创建一种连接量子计算机、数据中心和小工具的结构。量子互联网还将带来更好的安全性和更大的数据传输能力。

亚利桑那大学表示，在通信和计算、医学创新、光学、空间和健康科学等领域的研究每年为该大学带来近8亿美元的收入。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443788.html

荷兰拉德堡德大学正在招收后量子密码学博士研究生


作为荷兰科学研究组织(NWO)资助的项目ALPaQCa的一部分，拉德堡德大学（Radboud University）计算与信息科学研究所（iCIS）正在招收后量子密码学领域的博士申请者。在过去的几年中，后量子密码学被密码学界和行业的高度关注，同时大量专业机构正在对后量子密码学进行标准化，而拉德堡德大学积极参与其中。

该领域的博士申请者主要研究后量子密码系统的代数密码分析。研究重点将是改进现有的方法以及开发新方法用于分析通过适当的后量子密码系统建模获得的结构化代数系统。虽然多变量密码系统是该方法的自然选择，但申请者还将致力于将开发的方法扩展到其他类型的后量子密码系统，并在该方向上进行相关的研究，进一步发展并应用于相关问题领域。

申请者将在iCIS数字安全小组充满活力的国际研究环境中攻读博士学位，与数字安全和密码学各方面的知名教授和研究人员合作。iCIS尤其重视多元化的员工队伍，因此特别鼓励女性候选人申请。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443432.html

量子技术公司ColdQuanta扩大高管团队


冷原子量子技术公司ColdQuanta宣布，一批量子专家将扩大其领导团队，其中包括William Clark博士担任量子开发副总裁，Laura Hale担任政府项目副总裁，Steve Matthews担任量子信息平台销售和业务开发副总裁。光子技术副总裁Chris Wood博士已晋升为首席技术官（CTO）。代理首席技术官Dana Z. Anderson博士将担任首席战略官（CSO），指导公司的长期量子战略。

ColdQuanta是一家全球性的量子技术公司，致力于解决世界上最具挑战性的问题。该公司利用量子力学来构建和集成量子计算机、传感器和网络。从基础物理学到领先的商业产品，ColdQuanta通过人们的设备和平台生态系统实现“无处不在的量子”。今年早些时候，ColdQuanta宣布推出世界上第一台冷原子量子计算机Hilbert的商业测试版，同时首次收购了量子软件公司Super.tech。

作为首席技术官，Wood博士将指导ColdQuanta的技术和新产品战略，其中包括监督从研究到工程再到产品的关键过渡。Clark博士曾是通用动力任务系统公司量子实验室和量子卓越中心的创始人和主任，他将帮助ColdQuanta将技术过渡到现场系统，获得最初的商业化成功。作为政府项目副总裁，Hale在土地、太空和环境等领域的项目、产品和系统工程方面拥有丰富的背景。Matthews加入ColdQuanta担任量子信息平台销售和业务开发副总裁，将20年的企业软件销售经验带入他的职位。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443027.html

08

会议

Conference


QunaSys联合斯特拉斯堡大学举办化学量子计算国际培训研讨会


QunaSys和斯特拉斯堡大学启动了“量子计算化学 - 下一次革命”研讨会，这是一项为期五天的密集行业培训活动，由专门从事于量子信息、量子化学、实验和理论物理学的讲师领导。将于美国东部时间的10月24日至10月28日举行，作为欧盟量子旗舰QTEdu学习生态系统中QAREER试点的一部分。

作为QunaSys的CEO，Tennin Yan认为：“培训员工做好量子准备对于企业能够接受量子革命至关重要。化学被认为是量子计算优势最有前途的领域之一，这影响到农业、航空航天、汽车、消费品、电子、能源或制药。”

QunaSys是世界领先的化学创新算法开发商，专注于加速量子技术适用性的发展。而斯特拉斯堡大学于2019年正式成立了附属于ISIS的新欧洲量子科学中心（CESQ），旨在开发利用量子原理的新研究和技术，位于化学、物理学、材料科学和计算的前沿。此次合作研讨会得到了日本最大的量子实际应用研究联盟（QPARC）的认可。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443174.html?templateId=520429

是德科技将举办关于量子计算的免费网络研讨会


每一天，技术进步都在重塑人类的体验——从我们如何生活和工作，到我们如何在世界上移动。快速发展的技术为各行各业提供无尽的想象力和创新动力。而是德科技即将举办的世界创新线上会议将重点介绍新兴技术趋势，提供来自各行业最优秀人才的可操作见解。会议时间从10月11日持续至14日。

本次会议着重于5G和6G、量子计算、数字孪生体和人工智能、以及电动汽车和自动驾驶汽车等行业领域，是德科技创新技术突破了行业障碍，提供给参会者聆听行业领导者和专业学家分享其专业知识和预测的机会。参会者可以切身体会技术带来的进步及其对各行业的潜在影响。

欧洲中部时间10月12日上午11:00至12:45将进行主题为“为量子打下基础”的会议。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443634.html?templateId=520429

09

量子材料

Quantum Materials


中国科大在二维材料固态自旋色心研究中取得新进展


中国科大郭光灿院士团队在二维范德瓦尔斯材料固态自旋色心领域取得重要进展。该团队李传锋、唐建顺研究组与匈牙利魏格纳物理研究中心AdamGali教授等人合作，实验研究并理论解释了六方氮化硼（hexagonalboronnitride，hBN）中带负电硼空位（VB-）色心受磁场调制的自旋相干动力学行为，揭示了hBN中VB-色心电子自旋与核自旋之间的相干耦合和弛豫机制，对发展基于二维范德瓦尔斯材料的相干自旋系统及低维量子器件具有重要意义。该成果9月29日发表在国际知名期刊《Nature Communications》上。

目前研究最广泛的hBN自旋色心为VB-色心，且研究主要集中于VB-的电子自旋，对VB-电子自旋周围的核自旋尚缺乏深入研究及观测。由于色心周围的核自旋是固态自旋维度扩展的主要途径之一，另外也是造成固态自旋弛豫的主要因素。因此VB-色心的电子自旋与周围核自旋耦合形成的多自旋体系的相干动力学研究对推动基于范德瓦尔斯材料的固态量子自旋技术至关重要。

在本工作中，研究组发现VB-色心中存在较强的电子与核自旋相互作用，同时最近邻14N核自旋极化也会受到显著的驱动微波动态调制。并且通过对照实验和理论结果，研究组还发现11B核自旋环境主导了VB-色心的自旋弛豫，而磁场能够减弱核自旋环境的弛豫效应并增强VB-电子与最近邻14N的相干耦合。该工作从实验和理论上揭示了VB-色心中存在显著的电子和最近邻14N核自旋相干耦合，以及多体11B核自旋环境导致的VB-色心自旋弛豫。该工作为将VB-相干操控自旋拓展至核自旋以及发展相关低维固态量子系统奠定了基础。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443926.html

研究人员证实了分数量子霍尔态的偶数分母状态


在低温和高磁场下，2D准粒子系统的行为不再受电子动能的控制。相反，它是由电子-电子或空穴-空穴相互作用驱动，从而产生奇异的量子现象，如分数量子霍尔态。当载流子只填充一小部分能级或轨道时，通常会观察到这些状态。通常分数具有奇数分母，而罕见的偶数分母状态偶尔会出现在较高的填充水平（例如，5/2）时，但其起源尚不清楚。普林斯顿大学的学者Chengyu Wang和他的同事研究了2D砷化镓（GaAs）中未被预测的偶数分母状态，这可能有助于确定这些罕见状态的起源。

研究人员通过在两层砷化铝之间夹住一层20nm厚的砷化镓来创建量子阱。并且设计了量子阱的能带隙，以限制高密度的空穴，这些空穴在2D砷化镓中的相互作用比电子更强。在将样品冷却到约20毫开尔文后，研究人员测量了器件的电阻，同时改变了载流子密度和磁场强度，这决定了砷化镓层的填充因子。在对应于3/4填充因子的条件下观察一组特定的电阻，即沿电流方向的局部最小值和垂直方向的平台，从而证实了这种罕见的偶数分母状态的存在。

Wang和他的同事们怀疑3/4状态是由磁通量与电子和空穴之间的相互作用产生的，但还需要进一步的研究才能完全理解这种状态。研究团队认为，对于这种罕见状态的理解将会促进容错拓扑量子计算的应用。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443917.html

来自基尔大学和汉堡大学的物理学家团队发现新一类磁晶格


磁性天体近十年来一直是研究的焦点，电力操控简便，达到纳米级的大小，使得它们适用于旋转电子学、量子计算机或神经形态芯片的未来应用。这些磁旋最初是在规则晶格中发现的，即所谓的斯格明子晶格，汉堡大学在实验中也观察到了单个斯格明子晶格。基尔大学和汉堡大学的研究人员现已发现了一类新的自发出现的磁晶格。它们与斯格明子晶格有关，但在纳米尺度上的“原子条形磁铁”的方向不同。了解这种复杂的自旋结构如何形成以及它们如何排列并保持稳定，将会对未来应用有所帮助。

将磁铁连接到制冷机或从硬盘驱动器读取数据之所以成为可能，是因为原子条形磁铁在微观尺度上存在量子力学交换相互作用。这种相互作用由海森堡于1926年发现，它不仅解释了铁磁体中原子条形磁铁的平行排列，还解释了其他磁性构型（如反铁磁体）的发生。由于许多其他磁相互作用是已知的，这导致了各种可能的磁态和新的研究问题。而Kirsten von Bergmann博士带领汉堡大学的团队使用自旋偏振扫描隧道显微镜对铁和铑的薄金属膜进行了将磁性结构成像到原子尺度的实验研究。从而观察到磁晶格像在铁磁体中一样自发发生，无需施加磁场。

基于这些测量，来自基尔大学的Stefan Heinze教授及其小组在德国北部高性能计算网络（HLRN）的超级计算机上进行了量子力学计算。他们发现，在所研究的铁膜中，原子条形磁铁在磁涡晶格中的倾斜，即在所有空间方向上，是非常不利的。相反，邻近原子条形磁铁几乎平行或反平行排列是有利的。这说明斯格明子晶格不再是解释实验观察结果的选择，同时也展示了自旋结构的多样性。原子自旋模型的发展清楚地表明这是一类新的磁晶格，研究人员称之为“马赛克晶格”。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443913.html

一维自旋链中的动力学：阐明未来量子材料的新工具箱


中子散射被认为是研究量子材料中磁性结构和激发的首选方法。现在首次使用新方法评估2000年代的测量数据，为模型系统（一维海森堡自旋链）提供了更深入的见解。一个用于阐明未来量子材料的新工具箱已经实现。

氟化铜钾（KCuF3）被认为是实现所谓的海森堡量子自旋链的最简单的模型材料：自旋沿着单一方向（一维）与它们的邻居反铁磁性相互作用，受量子物理定律的支配。通过新的和扩展的方法，由亥姆霍兹联合会Alan Tennant教授和Allen Scheie博士领导的团队成功地对自旋与其空间和时间演化之间的相互作用有了更深入的了解。

“中子散射数据是作为能量和波矢量的函数来测量的，”Scheie说。“我们的突破是使用数学方法（例如反傅里叶变换）绘制自旋的空间和时间发展图。”结合其他理论方法，物理学家收集了有关自旋状态之间相互作用及其持续时间和范围的信息，以及对所谓的量子相干性的见解。这项工作展示了一个用于分析中子散射数据的新工具箱，并可能促进对与技术用途相关的量子材料的更深入理解。

来源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4443641.html

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