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    2020年4月國內外量子科技進展(總第09期)
    發布時間:2020-04-30 17:57:40 點擊瀏覽:


    【編者按】

    宏偉的大廈總是由許多大大小小的基石和支柱構成。在量子互聯的大廈藍圖中,前沿科技仍在不斷地打造更好的基石,從理論到實驗,從高精裝置到集成器件,從密鑰分發網到量子計算網……感謝您對科大國盾量子技術股份有限公司和量子信息技術的關注,我們盡力檢索了國內外主流網站和期刊,摘錄出領域關聯度和重要度較高的部分科技產業動態和前沿研究成果,供讀者快速了解。


    一、本期頭條


    【量子計算重要進展,首次實現硅基“高溫”量子計算單元】

    荷蘭Delft大學、新南威爾士大學的團隊分別在硅量子點中演示了1K-272℃)以上溫度的雙量子比特通用邏輯門操縱。通常固態量子計算要在100mK以下的低溫中才能工作,制冷要求非??量?,也限制了量子計算的實用化。他們發展了一些新型操控技術,例如使用電子自旋共振來操控單個量子比特、利用泡利自旋阻塞來讀取狀態、利用自旋交換相互作用來實現相干雙量子比特的受控旋轉等。這項硅基高溫通用邏輯門操縱成果有望支撐在一個芯片上同時承載量子比特核心元件與控制電路,為實用量子信息處理提供了一種可擴展的手段。兩個團隊的成果發表在同期《自然》上。(來源:《自然》)

    運行溫度提至1開爾文以上被認為是該領域一個重要里程碑,對于將現有原型擴展至更大更強的量子計算機來說,研究結果將能帶來極大影響。隨著溫度提高到1開爾文以上,成本將大幅下降,效率將顯著提升。此外,硅基平臺也是很有誘惑力的選擇,因為這將有利于集成利用現有硅基硬件的經典系統。兩項研究都把限制在硅中的電子自旋作為量子比特,并與周圍能在超過1開爾文溫度下正常運作的材料很好地隔離開來。在這個溫度下,可以引入定域電子來操控量子比特,研究人員認為,這是將這類量子處理器擴展至百萬量子比特的先決條件。(來源:《科技日報》)

    原文鏈接:

    http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-04/16/content_443342.htm

    論文鏈接:

    https://www.nature.com/articles/s41586-020-2171-6

    https://www.nature.com/articles/s41586-020-2170-7


    二、政策和戰略


    —— ——


    【長三角一體化發展合肥推進方案:共建長三角城市群量子保密通信干線網】

    42日,合肥市政府對外發布《推動長三角地區更高質量一體化發展重點工作推進方案》,其中提及將依托正在申報的量子信息國家實驗室,結合國家廣域量子保密通信骨干網絡建設一期工程,共同建設覆蓋華東地區的長三角城市群廣域量子保密通信干線網。開展量子通信應用,圍繞保障長三角城市群的金融、政務、電力等網絡信息的安全傳輸,組織開展基于環網的安全保密通信服務,編制量子通信技術在金融、政務等領域的跨域應用試點方案,協同開展面向運營的廣域量子通信網絡技術驗證、標準和檢測手段的共建共享。(來源:合肥市政務公開網)

    原文鏈接:

    http://zwgk.hefei.gov.cn/public/19121/104840225.html


    —— ——


    【歐盟新增4個成員國參與量子通信基礎設施計劃】

    據歐盟官網消息,奧地利、保加利亞、丹麥和羅馬尼亞四國于228日加入歐盟量子通信基礎設施計劃(QCI),將與其它歐盟成員國在未來10年共同研發和部署歐盟量子通信基礎設施。截至目前,除愛沙尼亞、愛爾蘭和拉脫維亞外,其余24個歐盟成員國均加入該計劃。(來源:科技部官網)

    原文鏈接:

    http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202004/t20200401_152765.htm


    NASA考慮發量子通信衛星連接歐美,先用空間站練手】

    澎湃新聞援引科技媒體《連線》(WIRED)報道,今年年初,包括MIT林肯實驗室光通信技術小組負責人斯科特·漢密爾頓(Scott Hamilton)、NASA量子科學與技術小組負責人納澤爾·巴格特(Nasser Barghouty)在內的量子物理學家們齊聚加州大學伯克利分校,共商NASA量子通信的未來。主要議題之一是:是先在空間站上演示,還是直接上量子通信衛星。

    NASA建造量子衛星鏈路的計劃代號為馬可尼2.0”,致敬第一個實現遠距離無線電傳輸的意大利發明家伽利爾摩·馬可尼(Guglielmo Marconi)。其大致思路是在2020年代中后期建立歐洲和北美之間的天基量子鏈路,但具體細節仍在討論中,預計NASA會在一兩年內公布量子通信計劃的最終路線圖。(來源:澎湃新聞、《連線》(WIRED))

    原文鏈接:

    https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_7184492

    https://www.wired.com/story/nasas-plan-to-turn-the-iss-into-a-quantum-laser-lab/


    【美國能源部計劃資助1200萬美元用于量子信息科學研究】

    近日,美國能源部(DOE)宣布將在3年內計劃提供高達1200萬美元(約合8500RMB),用于資助量子信息科學(QIS)對聚變能源科學(FES)產生變革性影響以及FES能夠推動QIS發展的相關研究。研究主要聚焦在量子算法、量子模擬、量子傳感、量子材料、量子比特控制和量子通信等方面。 (來源:美國能源部科學辦公室官網)

    原文鏈接:

    https://science.osti.gov/-/media/grants/pdf/foas/2020/SC-FOA-0002225.pdf


    Qunnect公司獲美國能源部150萬美元資助,用于開發量子存儲相關產品】

    近日,Qunnect公司(衍生于美國石溪大學)獲得了美國能源部提供的第二期小企業創新研究獎(SBIR150萬美元(約合1100RMB)。該公司正在開發一套能實現超安全的遠距離量子通信的在室溫下工作的裝置。其開發的首個產品為量子存儲裝置,可以按照需要對量子狀態進行存儲、相干操控、時間同步和恢復。以量子存儲裝置為基礎,該公司還計劃建造量子中繼器,以實現基于糾纏的量子通信。這150萬美元的資助將用于支持Qunnect公司開發在標準電信光纖基礎設施上集成和使用這些裝置的功能。Qunnect的相關產品將在連接布魯克海文國家實驗室和紐約市的光纖網絡上進行現場測試。(來源:PR Newswire網站)

    原文鏈接:

    https://www.prnewswire.com/news-releases/qunnect-inc-receives-1-5m-phase-ii-sbir-award-from-the-department-of-energy-301039772.html


    【加拿大和英國聯合資助約3800萬元用于量子技術研究】

    近日,加拿大自然科學與工程研究理事會(NSERC)與英國Innovate UK(英國政府資助的非部門性公共機構UKRI的一部分)聯合征集量子技術研究計劃,研究范圍涉及量子保密通信、量子計算和模擬、量子傳感和成像三個領域,由加拿大和英國分別提供400萬加元和200萬英鎊(總計約合3800RMB)的資助,項目研究周期為13年??紤]到在全球生態系統中數據的安全交換和保護至關重要,該資助計劃旨在通過量子技術的創新,使加拿大和英國能夠獲得交叉技術,并在全球生態系統中安全運行。相關合作研究也將為量子技術對經濟和社會的影響提供可證明的證據。(來源:加拿大自然科學與工程研究理事會官網)

    原文鏈接:

    https://www.nserc-crsng.gc.ca/Professors-Professeurs/RPP-PP/Canada-UK_eng.asp


    三、產業進展


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    【三星將推量子加密手機】

    據韓國媒體Etnews報道,三星將聯手本土運營商SK電訊在五月推出量子加密智能手機“ GALAXY Quantum”。其最大的特色是在三星A71 5G的基礎上安裝SK電訊開發的量子隨機數生成芯片(QRNG),以確保對用戶敏感信息的加密,并防止黑客的攻擊。(來源:騰訊科技等)

    原文鏈接:

    https://tech.qq.com/a/20200423/006169.htm


    【量子自然語言處理實驗獲成功,為實現量子優勢開辟新途徑】

    近日,劍橋量子計算公司(CQC)宣布成功實現世界首個量子自然語言處理實驗。他們利用自然語言的本征量子結構,將帶語法的語句轉譯成量子線路,在量子計算機上實現所得程序,并實際執行問答。這不但為量子計算開辟了一個全新的應用領域,也為實現量子優勢開辟了一條新途徑。(來源:CQC官網)

    原文鏈接:

    https://cambridgequantum.com/wp-content/uploads/2020/04/CQC-070420.pdf


    四、科技前沿


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    【硅光芯片實現3維量子糾纏制備操控】

    南京大學團隊在單片硅光芯片上實現了3維量子態(qutrit)糾纏的制備、調控和分析,路徑糾纏置信度達到95.5%。該芯片利用了干涉共振增強光子對源、光譜解復用器和高維可重構電路。利用該成果也進行了一些應用嘗試,包括檢驗量子非局域性和互文性、圖檢索(P完備復雜性問題)量子模擬、高精度光學相位測量等。該成果326日發表在《npj Quantum Information》期刊上。

    論文鏈接:

    https://www.nature.com/articles/s41534-020-0260-x


    —— ——


    QKD裝置簡化:基于量子信號自身完成時鐘同步和信道擾動補償】

    意大利Padova大學團隊提出了一種量子信號編碼技術,使偏振編碼量子密鑰分發系統只依靠量子信號自身和后處理就可以完成時鐘同步、擾動檢測,而不需要額外的光學措施(如同步光)和檢測環節(如糾偏階段)?;谠摲桨?,在40dB衰減的信道條件的QKD實驗中,實現了誤碼率長時間控制在0.5%以內。該成果42日發表在《Optica》期刊上。

    論文鏈接:

    https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-7-4-284ca-7-4-284


    【太赫茲量子保密通信】

    約克大學、MIT、新南威爾士大學(澳大利亞國防學院)等團隊的聯合研究顯示,利用太赫茲(電磁波)頻段,在220米以內實現高速量子保密通信是可行的,文章也給出了一種實現太赫茲量子保密通信的硬件及架構方案。該成果發表在《IEEE Journal on Selected Areas in Communications》期刊上。

    論文鏈接:

    https://ieeexplore.ieee.org/document/8976167


    【首款覆蓋全無線電頻譜量子傳感器面世】

    據物理學家組織網報道,美國陸軍研究人員稱,他們研制出了一款新型量子傳感器,可以幫助士兵探測整個無線電頻譜——從0100 GHz的通信信號。(來源:科技日報)

    原文鏈接:

    http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-03/23/content_442042.htm?div=-1

    論文鏈接:

    https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6455/ab6051


    【俄物理學家發現了一種新的量子態】

    俄羅斯科學家發現了一種可以描述兩個相關聯的光子的新量子態,在這種狀態下,兩個光子從整體上表現出類似于帶電粒子相互排斥的現象。他們使用了一連串電容器,將連接電容器的導線印刷在特殊的電路板上,并重建了描述類似光子行為的方程式組??茖W家們利用該儀器證明了他們的理論假設是正確的,并預測了具有類似特性的光粒子若干關鍵特性。(來源:科技部官網)

    原文鏈接:

    http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202004/t20200416_153188.htm

    論文鏈接:

    https://www.nature.com/articles/s41467-020-14994-7


    【馬約拉納費米子首次在黃金上現形,有望促進實用量子計算機的研發】

    據美國麻省理工學院(MIT)網站近日報道,美中科學家攜手在《美國國家科學院院刊》上撰文指出,他們首次在金屬金表面觀測到馬約拉納費米子出現的證據,這是科學家首次在一個可擴展平臺上觀測到這一粒子,他們計劃接下來將這一粒子變成穩定且高容錯的量子比特,以促進量子計算機的研發。(來源:中國科技網)

    原文鏈接:

    http://www.stdaily.com/02/beijing/2020-04/16/content_922332.shtml

    論文鏈接:

    https://www.pnas.org/content/117/16/8775


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