收录于话题
#量子周报
89个内容
中国设计出62比特可编程超导量子处理器
中国科大中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队，成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于2021年5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。近期，该团队在自主研制二维结构超导量子比特芯片的基础上，成功构建了国际上超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示。
研究团队在二维结构的超导量子比特芯片上，观察了单粒子及双粒子激发情形下的量子行走现象，实验研究了二维平面上量子信息传播速度，同时通过调制量子比特连接的拓扑结构的方式构建马赫-曾德尔干涉仪，实现了可编程的双粒子量子行走。
该成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示及可解决具有重大实用价值问题的量子计算研究奠定了技术基础。此外，基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。
二维超导量子比特芯片示意图, 每个橘色十字代表一个量子比特。http://news.ustc.edu.cn/info/1001/74981.htm5 月 6 日晚间，IBM 公布了其在半导体设计和工艺方面的一项重要突破：全球首款采用 2nm 制程工艺的芯片，有助于将半导体行业提升到一个新的水平。与当前主流的 7nm 芯片相比，IBM 2nm 芯片的性能预计提升 45%，能耗降低 75%。与当前领先的 5nm 芯片相比，2nm 芯片的体积也更小，速度也更快。·显著提升笔记本电脑的性能，比如更快运行应用程序、完成语言翻译和互联网访问；·有助于自动驾驶汽车实现更快的目标检测和反应时间。从更具体的细节来看，IBM 2nm 芯片每平方毫米容纳 3.33 亿个晶体管，对比之下，台积电 5nm 芯片每平方毫米容纳 1.713 亿个晶体管，三星 5nm 芯片每平方毫米容纳 1.27 亿个晶体管。https://mp.weixin.qq.com/s/siqfKpTy7pjCI8swIqdEag苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和保罗·谢勒研究所(PSI)建立了一个开发量子计算机的联合中心。其目的是推进离子阱和超导量子计算机的实现。苏黎世联邦理工学院为该中心提供了3200万瑞士法郎（约合3552万美元），该中心将容纳大约30名研究人员。目前，苏黎世联邦理工学院的研究人员正在使用17个量子比特的量子计算机。下一步是开发100多个量子比特的量子计算机。为此，苏黎世联邦理工学院和PSI将开设“ETH-PSI量子计算中心”。苏黎世联邦理工学院负责研究的副主席 Detlef Günther坚信，“与PSI的合作将使联邦理工学院进一步扩大其在量子计算工程领域的领先地位。”30多名科学家将在新的中心工作。在联邦理工学院教授Andreas Wallraff和Jonathan Home的领导下，研究人员将在超导电路和离子阱两个技术领域进行研究。今后，从事相关专题工作的其他小组将补充该研究中心。https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2021/05/eth-zurich-and-psi-found-quantum-computing-hub.htmlAtos和SENAI CIMATEC在巴西推出量子计算卓越中心法国IT巨头Atos和巴西领先的教育、研究和创新机构之一SENAI CIMATEC宣布成立巴西首个致力于商业领域的量子计算卓越中心。位于巴伊亚州萨尔瓦多的拉丁美洲量子计算中心（LAQCC）旨在促进量子技术的采用，提供培训以建立当地的量子计算工作劳动力，并鼓励在化学和生物等最多样化的领域进行科学研究。LAQCC将使商业用户能够建立技术路线图，进行影响研究、算法研究和应用研究项目。据介绍，量子计算卓越中心将安装巴西第一台Atos量子学习机（Atos QLM），这是世界上最强大的量子模拟器。名为CIMATEC KUATOMU的Atos学习机将利用经典的超级计算硬件来模拟多达35个量子比特的量子系统和算法。该中心将致力于探索量子计算的不同应用及其与高性能计算（HPC）的集成，以达到Atos在2023年前推出量子加速器的雄心。https://www.hpcwire.com/off-the-wire/atos-and-senai-cimatec-launch-center-of-excellence-in-quantum-computing-in-brazil/国内首家光量子计算公司图灵量子宣布完成近亿元人民币天使轮融资，本轮融资由联想之星领投，中科神光、前海基金、源来资本、小苗朗程跟投。本轮融资将用于光量子计算芯片以及光量子计算机的研发。图灵量子优势在于拥有独特的光子集成芯片技术，正如几十年前集成电路的出现大大扩展了计算机的计算和存储能力，光量子芯片也将提供很好的可扩展性。目前，图灵量子的团队汇聚了来自英国牛津大学、谢菲尔德大学、帝国理工学院、美国加州大学伯克利分校、上海交通大学、清华大学、中科院等国内外大学的学者和工程师。https://mp.weixin.qq.com/s/lHQfUR3tuDDaxAWiR9Mblg美国能源部拨款1000万美元用于量子信息科学和核物理研究美国能源部（DOE）宣布拨款1000万美元，用于量子信息科学（QIS）和核物理的跨学科研究。该资金的目的是利用核物理学界的专业知识和能力来推进诸如量子计算和量子传感器等领域，并利用QIS的进展来扩大对核物理学的理解。美国能源部核物理科学副主任Timothy Hallman表示：“由于种子技术的未来潜力，QIS的研究已成为国家的重中之重，而核科学界带来了重要的认知和能力。该计划的主要目标是确定和利用独特的机会，以符合国家QIS战略的方式推进QIS和核科学研究。”这项研究旨在推进基础和受应用启发的QIS研究，以解决核物理中的难题，例如预测尚无法进行实验的多体系统的动力学；探索用于发现新粒子和核物质状态的量子传感器；了解辐射如何影响当前的超导量子比特。https://insidehpc.com/2021/05/doe-10m-for-quantum-information-science-and-nuclear-physics-research/西班牙电信运营商Sateliot领导西班牙物联网纳米卫星项目西班牙卫星电信运营商Sateliot率先开发了一个低地球轨道(LEO)纳米卫星网络，提供5G覆盖和安全的量子密钥信息交换系统。该公司表示，其正在领导一个由十几家公司和西班牙国防部组成的联盟来部署纳米卫星网络。该项目涉及1.76亿欧元的投资，并已提交给西班牙工业部。Sateliot透露，通过这个项目，该联盟寻求将西班牙定位为5G物联网和安全全球通信的世界参考，使西班牙工业部门能够优先实现数字化。该项目是欧洲Quango(量子和5G通信)项目的一部分，这是一个由96颗纳米卫星组成的网络，它们按照5G标准连接，并引入了QKD 技术进行超级安全的端到端加密。https://spacewatch.global/2021/05/sateliot-leads-spanish-iot-nanosat-consortium/德国巴伐利亚量子安全和数据科学能力中心（BayQS）计划对量子计算在工业中的应用进行研究。BayQS专注于对软件的研究，以帮助公司识别量子计算的好处，并正确评估使用量子计算对公司知识产权带来的风险。该研究项目将弗劳恩霍夫应用与集成安全研究所AISEC、弗劳恩霍夫认知系统研究所IKS的网络安全专业知识以及弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS的量子计算系统优化经验结合起来。BayQS由弗劳恩霍夫应用与集成安全研究所（Fraunhofer AISEC）协调，并与慕尼黑工业大学（TUM）、慕尼黑大学（LMU）和巴伐利亚科学院的莱布尼兹超级计算中心（LRZ）合作。巴伐利亚州投入1700万欧元支持该项目，时间为期五年。https://www.aisec.fraunhofer.de/de/fields-of-expertise/projects/BayQS.html为了帮助组织为后量子密码做好准备，美国国家标准与技术研究院(NIST)国家网络安全卓越中心发布了白皮书《为后量子密码做好准备：探索采用后量子密码算法的挑战》的最终版本。NIST称，必须制定详细迁移路线图的和行动手册，以帮助组织首先发现公钥加密技术目前在哪里以及如何使用，然后确定在何处需要迁移到后量子加密。在某些情况下，从经典加密到后量子加密的迁移可能会暂时依赖于混合算法。如果一些用例的需求可以尽早定义，那么它们可以被置于标准开发过程中。此外，标准机构不妨制定实施战略以指导今后的工作。例如，在选择特定算法之前，在识别候选算法类(例如格算法)之后，可以开发关键协议的后量子版本的架构文档。目前NIST的后量子密码标准化正在同步推进，经过前两轮标准化会议后，15个后量子密码算法脱颖而出，第三轮后量子密码标准化会议将于6月7日-9日举行，目标是将这些候选算法标准化。https://mp.weixin.qq.com/s/G48tpSOSwjFHZSYfDN8PeQBDC Capital是加拿大商业发展银行（BDC）的投资部门，宣布成立了一只风投基金，专注于投资加拿大境内的早期深科技（deep tech）公司。2亿美元将被用于加速变革性技术的发展，涵盖量子、电子、光子、基础人工智能等相关领域。BDC的独特产品将通过提供股权融资和一系列其他融资选择、技术专长、对特定细分市场的见解以及促进市场准入来为这些初创公司提供支持。加拿大小企业、出口促进和国际贸易部长领导(BDC)伍凤仪(Mary Ng)说：“BDC Capital已经帮助加拿大科技领域建立了一个强大而繁荣的风险投资市场。他们的深科技风投基金将继续为有前途的初创企业提供关键的风险投资，使他们扩大业务规模、拓展全球市场并创造良好的就业机会，为加拿大从新冠的影响中恢复以及长期经济增长做出贡献。”https://mp.weixin.qq.com/s/t3G7FuXzo31teexT_9jAzQ英国的量子传感初创公司QLM已获得310万英镑（合360万欧元）的种子轮投资。QLM已经开发了一种使用量子光子传感器的激光雷达相机，该相机可以在相当远的距离检测到甲烷（一种主要的温室气体）。这使得对工厂的监控更加容易，也可以通过空中的无人机进行监控。该投资由Green Angel Syndicate牵头，其中包括Enterprise100集团，Newable Venture Fund，威尔士开发银行，Bristol Private Equity Club，Britbots Seed Fund和总部位于休斯敦的油田技术解决方案提供商ChampionX。这笔资金将推动QLM技术和商业能力，确保量子激光雷达技术的工业验证，并为量子气体相机的商业就绪提供路线图，尤其是用于监测甲烷。https://www.eenewseurope.com/news/quantum-sensor-startup-raises-ps31m-seed-investmentInfinityQ宣布推出量子模拟计算机InfinityQube总部位于蒙特利尔的量子计算公司InfinityQ宣布开发了一种量子模拟计算机，该计算机采用不同的方法来利用量子效应，以实现解决复杂优化问题、线性系统和快速傅立叶变换计算的高性能。除了该量子模拟机在室温下运行之外，其他信息尚未披露，现在仅可通过邀请在云端获得。https://www.infinityq.tech/newsArcher与IBM签署新协议，将重点放在先进材料上澳大利亚量子计算公司Archer宣布，该公司已签署一项协议，延长与IBM的合作，成为IBM Quantum Network和相关IBM Quantum启动计划的成员。上个月，Archer宣布，它将剥离所有矿产物业资产（矿产勘探许可证、采矿租约或其他矿产开采权），以便将公司的重点放在用于深科技应用的先进材料上。https://archerx.com.au/src/uploads/2021/05/20210504_New-quantum-computing-agreement-with-IBM-ASX-Release.pdf在纪念量子计算诞生40周年会议上，IBM 量子云计算团队介绍了相关量子硬件云计算系统的研发背景与未来技术挑战。IBM总结了基于其平台的量子电路应用场景，主要可以分为如下几大类：上述诸多应用的广泛推进得益于近十年来量子芯片技术的发展，特别是可支持更多量子比特的处理器。设计一款大规模、高可靠性的量子计算机，仍需突破几下技术难点：比如，针对低温冷却的技术难点，IBM设计了一款名叫Superfridge的冷却设备可支持高效的4K 至 100 mK的低温冷却。https://mp.weixin.qq.com/s/YE7uh2PTEjWLcYE5owRs5AQCI为AWS的云平台开发了基于SaaS的产品，希望将经典和量子计算平台紧密结合在一起。该产品允许没有经验的量子用户通过AWS的Braket基于量子的服务向多个基于量子的系统之一提交复杂的问题。用户可以选择将相同的问题提交给Qatalyst进行混合-经典量子分析，也可以将其提交给Qatalyst进行纯量子处理。QCI首席执行官Robert Liscouski说：“我们的目标从一开始就致力于为用户带来商业价值，并为他们提供在量子计算平台上不可知的软件产品。我们还希望减少对运行量子计算机所需的高级编程资源的依赖程度。”QCI专注于寻求解决多个行业中一系列复杂问题的组织。至少在短期内，目标是让用户测试这项技术，以证明该技术可以在其生产环境中产生有意义的变化。https://searchdatacenter.techtarget.com/news/252500043/AWS-QCI-look-to-bridge-classical-and-quantum-computing比赛主题：信息安全中的“矛”“盾”交锋——抵抗量子计算冲击的量子安全应用要求参赛者进行量子安全应用设计，作品具有量子安全特性，可以充分利用量子通信网络和量子安全服务平台的作品更佳。主要包括：通用的信息资产保护方案的量子安全提升、特定行业或领域信息系统的量子安全提升、有助于提升量子通信网络组网和发展的技术、有助于量子安全方案推广的创新应用。2021年6月1日以前正式注册的全日制非成人教育的各类高等院校在校专科生、本科生、硕士研究生均可参赛，以个人或团队形式参赛均可，每个团队不超过 10人，每支团队可配备 1—2名指导教师。可以跨专业、跨校、跨地域组队。·2021年4月—9月，各参赛团队选择榜单中的题目开展研发攻关。·9月6日前向组委会提交作品。11月初终审决赛（现场擂台赛）https://mp.weixin.qq.com/s/F-68iDRYKW20ENGMY8uiXQ剑桥量子计算宣布将t|ket>平台整合到Strangeworks生态系统剑桥量子计算公司（CQC）宣布，将把其旗舰量子软件平台t|ket>整合到量子计算公司Strangework的量子计算生态系统中。t|ket>将成为Strangeworks量子计算生态系统的关键量子计算组成部分和企业量子生态系统。通过基础设施级集成，Strangeworks用户将受益于t|ket>对多种设备和语言的企业级支持，以及SDK支持快速原型和基准测试的能力，从而在含噪中型量子（NISQ）时代从设备中获取最大价值。t|ket>已经被世界顶级公司和机构所采用，它旨在最大限度地提高量子算法的性能，并加速跨多个行业领域的量子计算应用程序的开发，包括化学、机器学习和优化。“t|ket>的高性能功能和企业级支持为我们的量子计算生态系统提供了完美的补充，并通过为开发人员、研究人员和IT系统经理提供简化量子生产工作流程的工具，支持我们实现量子计算民主化的使命。”Strangeworks创始人兼首席执行官Whurley说。https://strangeworks.com/newsroom/cambridge-quantum-computing-announces-tket-integration-into-strangeworks-ecosytemevolutionQ推出量子安全软件产品BasejumpQDNevolutionQ宣布推出量子安全软件产品BasejumpQDN，该产品可让正在构建基于量子密钥分配（QKD）设备网络的组织轻松地在其整个网络中部署并经济高效地管理量子技术。evolutionQ的BasejumpQDN使组织能够克服通常与QKD网络相关的困难和限制。比如，一条量子链路被限制在光纤上数百公里的范围内。BasejumpQDN在量子链接之间建立可信节点，从而使网络得以扩展，打破这些距离限制。希望使用QKD卫星技术进一步扩展其量子网络的组织可以安装BasejumpQDN，以帮助将其基于陆地的光纤网络与QKD服务提供商无缝集成，并简化管理庞大的量子网络的任务。evolutionQ将BasejumpQDN定位于大型企业，例如金融机构、电信提供商和政府机构，这些企业需要发展其量子安全网络功能，同时利用新的创新和降低QKD设备市场成本的优势。BasejumpQDN可以帮助确保网络通信数据免受将来的量子计算机窃取，从而满足那些希望将量子安全功能分层到其网络中以采用纵深防御安全方法的组织的数据隐私要求。https://www.prweb.com/releases/evolutionq_introduces_basejumpqdn_quantum_delivery_network_technology_for_secure_networks/prweb17906019.htm牛津仪器纳米科学公司合作打造英国第一台商用量子计算机牛津仪器纳米科学公司正在合作一个为期三年的项目，以创建和开发英国第一台能够在云中运行最终用户应用程序的量子计算机。牛津仪器纳米科学公司是英国专业科学设备制造商，包括在超低温下操作量子系统和其他凝聚态物质实验所需的最先进制冷设备。这个项目是一个财团的一部分，该联盟正在寻求交付一台量子计算机，该计算机将于2022年初开始运行第一个最终用户应用程序。该财团由Rigetti Computing牵头，获得了1000万英镑的投资支持，其中包括英国政府的“量子技术挑战赛”（Quantum Technologies Challenge）的资金。除了托管硬件安装之外，牛津仪器还负责交付和安装其最新版的Proteox制冷设备系列ProteoxLX，该产品旨在提供操作大型量子计算机所需的容量和冷却能力。同时，该联盟中的其他三个合作伙伴专注于开发量子软件和应用程序。爱丁堡大学正在开发测试量子硬件和量子算法性能的新方法，并且还与渣打银行合作，以推进金融领域基于量子的机器学习应用程序。第五家合作伙伴是初创公司Phasecraft，它将利用其在量子软件方面的专业知识来开发材料设计，能源和制药领域的近期应用。https://physicsworld.com/a/collaboration-builds-uks-first-commercial-quantum-computer/根据英国《每日电讯报》报道，瑞士量子初创公司Terra Quantum公布了一个4万公里的量子保密通信网络计划。Terra Quantum声称在加密技术方面取得了重大突破，开发了一种理论上可以向全球发送不可破解信息的系统。基于量子密钥分发，该公司开发了一种通过光纤电缆安全传输数据的新方法，据称传输距离可达4万公里。Terra Quantum是一家位于瑞士的初创公司，其研究领域包括机器学习、量子密码、量子计算、量子计量与传感、量子随机数生成、人工智能、用量子信息方法处理经典信号、软件和硬件开发、核磁共振扫描仪和量子互联网。但是，Terra Quantum从始至终都没有公开与该技术相关的论文或细节。https://mp.weixin.qq.com/s/EjX-tQ1upgVciFs1xE-Oug芯片代工厂携手PsiQ，打造100万量子比特的量子计算机芯片代工厂格芯(GLOBALFOUNDRIES)近日宣布，将与量子运算创业公司PsiQuantum携手合作，共同打造PsiQuantum的Q1系统，也就是世界首台100万量子比特的量子计算机(1 million-plus qubit quantum computer)，而目前双方正在制造该量子计算机所需的硅光子和电子芯片。据悉，目前已在格芯的两个12英寸芯片厂安装了专有的生产和制造设备；格芯位于纽约的芯片厂预计将生产硅光子芯片，而位于德国Dresden的Fab 1工厂则是生产最先进的电子控制芯片。PsiQuantum则指出，这是量子和半导体行业的重大突破，意味可以使用半导体工厂的标准制造制程在硅芯片上构建量子计算机的关键零部件，经过可靠性测试的量子芯片对于执行大量运算的量子计算机十分重要；同时，PsiQuantum正与科学家和开发人员合作，以探索和测试涵盖能源、医疗保健、金融、农业、运输和通信等一系列行业的量子应用。https://mp.weixin.qq.com/s/6ztvfnizJLbeZQuv3TRlaQ科学家正在积极研究让新一代量子材料大致稳定的拓扑相的方法，以及如何运用拓扑相中的激发准粒子。最近，香港大学理学院物理与天文学研究部的博士后研究员严正博士及副教授孟子杨博士开发了一套崭新的运算方法，可对受限量子材料的模型作出精确的计算。他们与中国矿业大学的王艳成博士、北京航空航天大学的马女森博士以及复旦大学的戚扬教授合作，运用此算法解开了量子二聚体模型（quantum dimer model，QDM）中一个长达几十年的难题。通过新的算法，以及在天河2号超级计算机上进行大规模并行计算，港大团队在没有高能激发的干扰下，清晰观测并发现了任意子和二聚体的激发。港大团队通过本项研究清晰地剖析了拓扑序中任意子的相互作用和行为。基于这些特性，可进一步帮助科学家发展下一代的量子信息科技产品。https://www.hpcwire.com/off-the-wire/hku-physicists-develop-algorithm-solving-long-standing-problem-in-quantum-material-models/布里斯托大学QET实验室开发了用于描述量子系统的机器学习算法布里斯托大学量子工程技术实验室（QETLabs）的研究人员开发了一种利用机器学习来帮助描述量子系统的算法。建立量子系统的模型长期以来一直是计算上的挑战。通过将实验结果输入ML-informed模拟，研究人员能够开发出越来越精确的系统模型。当应用于各种量子系统时，这将证明是有用的，同时也为在真实世界的量子计算机和传感设备上使用这种模型提供了见解。这个团队开发了一个新的算法来为感兴趣的量子系统建立和验证近似模型。他们的算法是自动工作的，在目标量子系统上设计和执行实验，结果数据被反馈到算法中。提出了描述目标系统的候选哈密顿模型，并利用统计指标即贝叶斯因子对其进行了区分。该团队在一个基于金刚石NV色心量子信息处理和传感平台的真实实验中成功地展示了该算法的能力。该算法可用于辅助新设备（如量子传感器）的自动表征。因此，这一发展是量子技术发展的重大突破。“结合当今超级计算机和机器学习的力量，我们能够自动发现量子系统的结构。随着新的量子计算机/模拟器的问世，该算法变得更加令人兴奋：首先它可以帮助验证设备本身的性能，然后利用这些设备了解更大的系统，”布里斯托大学QETLabs和量子工程博士培训中心的Brian Flynn说。https://www.bristol.ac.uk/news/2021/april/quantum-machine-learning-algorithm.html中国科学技术大学郭光灿院士团队在光量子信息处理领域取得重要进展。该团队李传锋、许金时等人与上饶师范学院李波、梁晓斌、南开大学陈景灵合作，实验实现了光量子信息的掩蔽，成功地将量子信息隐藏到非局域的量子纠缠态中。该成果2021年4月30日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。利用线性光学研究平台，李传锋、许金时研究组首次实验实现了量子信息掩蔽。研究组研究发现光学系统中的光子熔接门与掩蔽操作存在对应关系，通过构造光子熔接门，成功地实现了光子偏振态的量子信息掩蔽，把单光子携带的量子态隐藏到了两光子的量子纠缠态中。实验结果表明纠缠态与理论值相比较，保真度达到97.7%。研究组进一步基于量子信息掩蔽实现了三方量子秘密共享，并用来完成简单图像的安全传输。研究组还结合先前的实验工作[Science Advances 2, e1500672 (2016)]，利用量子信息掩蔽操作构造出无消相干子空间，展现了量子信息掩蔽在容错量子通信上的应用价值。量子信息掩蔽的工作原理和实验实现。（a）逻辑线路图，（b）实验装置图。https://mp.weixin.qq.com/s/JDsJSpcTLv7KGZQM_oUqYw进入光子盒社群，与我们近距离互动，了解量子领域更多产业、商业、科技动态，领取量子技术产业报告。现添加社群助手微信Hordcore即可进群 ，与我们一起展望未来！