光子盒研究院出品
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繼續(xù)領(lǐng)跑！IBM推出433量子比特的Osprey芯片
2021年，IBM推出了首款擁有100多個(gè)量子比特的量子處理器Eagle。今天，該公司推出了Osprey芯片，它擁有超過Eagle約三倍的433個(gè)量子比特。IBM表示，在短短一年內(nèi)將芯片上的量子比特?cái)?shù)量增加三倍的進(jìn)展表明，公司有望在2023年交付世界上第一臺(tái)擁有超過1,000個(gè)量子比特的通用量子計(jì)算機(jī)Condor。
IBM開發(fā)的量子計(jì)算機(jī)擁有的量子比特?cái)?shù)隨著時(shí)間的推移穩(wěn)步增長。2016年，該公司將第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)放在云上供公眾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)時(shí)還是一個(gè)只有5個(gè)量子比特的設(shè)備，每個(gè)超導(dǎo)電路冷卻到大約20毫開爾文（-273.13攝氏度）的溫度。隨后IBM于2019年、2020年和2021年分別推出了27量子比特的Falcon、65量子比特的Hummingbird和127量子比特的Eagle。
IBM預(yù)計(jì)于2023年推出1,121量子比特的Condor處理器，該處理器有望成為世界上最大的通用量子處理器。本次新的Osprey芯片于11月9日在IBM的量子計(jì)算峰會(huì)上亮相，揭示了該公司為實(shí)現(xiàn)這一雄心勃勃的目標(biāo)而采取的關(guān)鍵步驟。來自IBM的Oliver Dial說：我們使用的每一項(xiàng)改進(jìn)都會(huì)帶來一點(diǎn)運(yùn)算速度的提升，一旦我們消除了所有這些瓶頸，我們就會(huì)看到運(yùn)算速度有了很大的提升。
來源：
https://quantumchina.com/newsinfo/4611347.html?templateId=520429
英國科學(xué)家取得量子RAM新突破
隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）是計(jì)算機(jī)的一個(gè)組成部分，充當(dāng)可以快速調(diào)用信息的短期記憶庫。手機(jī)或計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序使用RAM，因此可以在眨眼之間切換任務(wù)。致力于構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的研究人員希望，這樣的系統(tǒng)有朝一日可以使用類似的量子RAM組件運(yùn)行，這可以加速量子算法的執(zhí)行或增加可存儲(chǔ)在量子處理器中的信息密度。倫敦納米技術(shù)中心的James OSullivan及其同事于近期朝著實(shí)現(xiàn)量子RAM邁出了重要一步，展示了一種硬件高效的方法，該方法使用啁啾電磁脈沖和超導(dǎo)諧振器讀取和寫入信息，使其硬件效率顯著高于以前的設(shè)備。
OSullivan和他的同事為微波光子信息的存儲(chǔ)和檢索提供了一個(gè)優(yōu)雅的解決方案，該解決方案使用了高效硬件的方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備由一個(gè)超導(dǎo)電路諧振器組成，該諧振器位于一個(gè)嵌入有鉍原子的硅芯片上。該團(tuán)隊(duì)向諧振器發(fā)送了包含大約1000個(gè)光子的微弱微波激發(fā)，這些激發(fā)被鉍原子的自旋吸收。然后他們用電磁微波脈沖撞擊諧振器，該脈沖的頻率隨著時(shí)間的推移而上升，這種效應(yīng)被稱為啁啾。
該實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)表明，他們的存儲(chǔ)設(shè)備能夠以四個(gè)微弱的微波脈沖的形式同時(shí)存儲(chǔ)多條光子信息。重要的是，他們還證明了可以按任何順序讀回信息，從而使他們的設(shè)備成為真正的RAM。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602692.html?templateId=520429
Xanadu完成1億美元C輪融資，以加速容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)
光量子計(jì)算領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者Xanadu宣布已在C輪融資中籌集了1億美元。加拿大最大的成長股權(quán)股市Georgian領(lǐng)投了這輪融資，保時(shí)捷汽車控股公司、Forward Ventures、Alumni Ventures、Pegasus Tech Ventures、硅谷銀行以及之前的投資者Bessemer Venture Partners、Capricorn、BDC Capital和Tim Draper參投。迄今為止，Xanadu已經(jīng)籌集了2.5億美元，使公司估值達(dá)到10億美元。
自2016年成立以來，Xanadu一直致力于打造對(duì)人們有用的量子計(jì)算機(jī)。Xanadu構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的光子方法是獨(dú)特且有效的。使用光子學(xué)可以利用現(xiàn)代芯片制造設(shè)施、現(xiàn)有電信行業(yè)開發(fā)的光學(xué)元件的應(yīng)用以及使用光纖將光子芯片聯(lián)網(wǎng)在一起。這種網(wǎng)絡(luò)需要超過一百萬個(gè)量子比特，才能達(dá)到可以訪問應(yīng)用程序的規(guī)模。Xanadu的卓越成就包括通過Xanadu Cloud推出世界上第一臺(tái)云部署光量子計(jì)算機(jī)、構(gòu)建廣泛使用的量子軟件框架PennyLane、與全球領(lǐng)先企業(yè)建立關(guān)鍵戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，以及最近在其量子計(jì)算機(jī)Borealis上展示了量子計(jì)算優(yōu)勢(shì)。
Xanadu創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Christian Weedbrook說：在這種不確定的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，頂級(jí)投資者的持續(xù)支持證明了對(duì)我們的卓越團(tuán)隊(duì)、光子技術(shù)和執(zhí)行能力的信任。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614140.html?templateId=520429
德國將創(chuàng)建其首個(gè)量子計(jì)算業(yè)務(wù)云
德國經(jīng)濟(jì)事務(wù)和氣候行動(dòng)部(BMWK)與斯圖加特大學(xué)和弗勞恩霍夫FOKUS研究所簽訂了軟件公司QMWare和云專家IONOS的合同，為德國工業(yè)構(gòu)建量子計(jì)算應(yīng)用平臺(tái)，其中的云平臺(tái)將是德國首創(chuàng)。
本次合作項(xiàng)目名為SeQenC，將運(yùn)行三年，是該部門商業(yè)數(shù)字技術(shù)支持計(jì)劃的一部分。該部將投資數(shù)千萬歐元，但沒有透露具體數(shù)字。在該項(xiàng)目的三年期間，將邀請(qǐng)來自行業(yè)和更廣泛經(jīng)濟(jì)體的選定合作伙伴公司測(cè)試在電信、物流、金融、汽車和能源等領(lǐng)域的應(yīng)用。該項(xiàng)目是來自BMWK的一系列量子計(jì)算中的最新項(xiàng)目。9月下旬，該部宣布將投入1400萬歐元用于基于光子系統(tǒng)開發(fā)的量子處理器原型。BMWK已承諾在整個(gè)量子計(jì)算方面投資7.4億歐元。
德國政府的投資表明德國對(duì)量子計(jì)算的重視程度，德國政府機(jī)構(gòu)貿(mào)易與投資署的計(jì)算行業(yè)專家Asha-Maria Sharma說，這些舉措不僅為活躍在德國的企業(yè)創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。還表明國際量子計(jì)算企業(yè)正在進(jìn)入歐洲最大的經(jīng)濟(jì)體并從這一激動(dòng)人心的轉(zhuǎn)型中獲利。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620524.html?templateId=520429
IBM將量子計(jì)算帶入法國金融業(yè)
法國第一家加入IBM量子網(wǎng)絡(luò)（Quantum Network）的企業(yè)法國國民互助信貸銀行通過其技術(shù)子公司Euro-Information與IBM合作培訓(xùn)團(tuán)隊(duì)并探索量子技術(shù)在金融服務(wù)的用例和概念驗(yàn)證，同時(shí)計(jì)劃擴(kuò)展法國的量子生態(tài)系統(tǒng)。這家銀行于11月8日宣布，他們已開始進(jìn)入量子計(jì)算就緒發(fā)現(xiàn)階段，包括探索量子計(jì)算在銀行和保險(xiǎn)用例中的適用性以及開發(fā)概念驗(yàn)證并開始了勞動(dòng)力發(fā)展。
此次合作標(biāo)志著IBM Quantum Network在法國的首次企業(yè)合作，將通過開源Qiskit軟件開發(fā)套件中的量子計(jì)算專業(yè)知識(shí)提升國民互助信貸銀行員工的技能，并應(yīng)用量子算法在其團(tuán)隊(duì)中發(fā)展量子專業(yè)知識(shí)，為組織利用量子技術(shù)做好充分準(zhǔn)備。國民互助信貸銀行的員工將通過IBM Quantum獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃獲得最好的IBM量子技術(shù)和Qiskit Runtime服務(wù)，以及IBM的量子和行業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，借以幫助在金融服務(wù)領(lǐng)域推進(jìn)潛在的量子用例應(yīng)用程序。
在接下來的幾個(gè)月里，國民互助信貸銀行將探索與金融服務(wù)相關(guān)領(lǐng)域的用例。該銀行還將尋感興趣的客戶合作，將法國的量子生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展到金融和保險(xiǎn)行業(yè)，并加快量子應(yīng)用程序的識(shí)別、開發(fā)和采用。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614049.html?templateId=520429
02
戰(zhàn)略政策
Strategy & Policy
英國發(fā)布《量子技術(shù)愿景》報(bào)告
物理研究所（IOP）于11月10日發(fā)布了英國量子技術(shù)愿景報(bào)告，旨在為英國政府的量子戰(zhàn)略提供支持。該報(bào)告提出了英國量子領(lǐng)域的愿景，并提出了10條相應(yīng)的建議以實(shí)現(xiàn)這一愿景，重點(diǎn)部分為：量子商品和服務(wù)商業(yè)化的路線圖；支持生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和規(guī)?；芰Γ唤?qiáng)大的技能基礎(chǔ)以支持量子產(chǎn)業(yè)；以及更廣泛的推動(dòng)因素，包括伙伴關(guān)系和溝通。
這份報(bào)告提供了來自廣泛由成員主導(dǎo)的IOP參與計(jì)劃的證據(jù)，其中包括圓桌會(huì)議和研討會(huì)以及與商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)進(jìn)行的練習(xí)，從而確定了IOP有可能支持英國量子戰(zhàn)略的關(guān)鍵領(lǐng)域。IOP認(rèn)為，英國的量子戰(zhàn)略需要通過提供直接和間接支持、協(xié)調(diào)和規(guī)劃以及一致的政策，支持從基礎(chǔ)研究到市場(chǎng)的商業(yè)化量子產(chǎn)品和服務(wù)的每個(gè)階段解決方式和其他有利因素。
IOP科學(xué)、創(chuàng)新和技能總監(jiān)Louis Barson表示：量子技術(shù)有可能改變?nèi)藗兊纳罘绞剑氐赘淖冇?jì)算、通信、國防、安全、醫(yī)療保健和制藥等多元化行業(yè)。這份報(bào)告表明，物理學(xué)界認(rèn)為，政府應(yīng)該以該行業(yè)的整體價(jià)值、企業(yè)和員工數(shù)量以及量子生態(tài)系統(tǒng)在多大程度上由高生產(chǎn)力公司驅(qū)動(dòng)的程度方面的顯著增長為目標(biāo)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620385.html?templateId=520429
英國推出量子商業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)
英國物理研究所(IOP)于11月10日宣布，通過與Quantum Exponential plc合作推出量子商業(yè)創(chuàng)新和增長團(tuán)隊(duì)(qBIG)獎(jiǎng)，繼續(xù)推動(dòng)量子技術(shù)領(lǐng)域的增長，成立英國首個(gè)專注于量子技術(shù)的企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)投資基金。這一享有盛譽(yù)的獎(jiǎng)項(xiàng)專注于支持量子技術(shù)的創(chuàng)新和商業(yè)化。
qBIG獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)邔@得10,000英鎊的無限制現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，以及來自創(chuàng)新型Quantum Exponential投資團(tuán)隊(duì)長達(dá)十個(gè)月的指導(dǎo)。在訪問Quantum Exponential廣泛的網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，這個(gè)機(jī)會(huì)將使獲勝者在其領(lǐng)域獲得未來成功的最佳機(jī)會(huì)。獲勝者將通過IOP的qBIG與不由工業(yè)量子物理學(xué)家、工程師、創(chuàng)新者和企業(yè)家組成的商業(yè)社區(qū)和公司建立聯(lián)系。他們將獲得六個(gè)月的免費(fèi)使用物理研究所加速器工作空間的機(jī)會(huì)，并將在IOP的年度商業(yè)展示展覽中進(jìn)行介紹。獲獎(jiǎng)?wù)邔⒂蒊OP的qBIG集團(tuán)委員會(huì)選出，該委員會(huì)成員包括Aegiq、Airbus、AnchoredIn、BAE Systems、Coherent、ColdQuanta和Fraunhofer等。
Quantum Exponential首席投資官Stuart Nicol表示：Quantum Exponential非常自豪地宣布與IOP這樣享有盛譽(yù)的機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系，使我們能夠持續(xù)關(guān)注英國量子的商業(yè)化，通過在財(cái)務(wù)上支持更廣泛的潛在投資組合以及通過指導(dǎo)等方式獲得更廣泛的支持。我們希望對(duì)IOP創(chuàng)新獎(jiǎng)的贊助將有助于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)增加支持，并有助于加快量子市場(chǎng)的就緒。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620512.html?templateId=520429
03
量子計(jì)算與模擬
Quantum computing & simulation
法國電力公司宣布使用光量子計(jì)算機(jī)模擬水電大壩結(jié)構(gòu)
法國初創(chuàng)企業(yè)Quadela和法國領(lǐng)先的能源公司法國電力公司（EDF）簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，以研究光子的貢獻(xiàn)水電大壩變形數(shù)值模擬計(jì)算。該突破性技術(shù)可以提高模擬的準(zhǔn)確性，加快計(jì)算和降低運(yùn)算時(shí)的能耗。Quadela預(yù)計(jì)在未來可將仿真模型推廣到其他類型的工業(yè)應(yīng)用并將光子計(jì)算擴(kuò)展到機(jī)器學(xué)習(xí)，特別是應(yīng)用在消費(fèi)預(yù)測(cè)中。
EDF是最早投資量子技術(shù)的法國工業(yè)企業(yè)之一，于2018年開始以提高能源管理的計(jì)算性能為目的，支持法國和歐洲的研究團(tuán)隊(duì)。正是在這種背景下，EDF和歐洲光量子計(jì)算的領(lǐng)導(dǎo)者Quandela開始了合作，這一合作關(guān)系標(biāo)志著法國的量子計(jì)算進(jìn)入了一個(gè)新的階段。
Quandela聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Valérian Giesz說：這種合作關(guān)系使我們能夠?qū)⒐こ處煹闹R(shí)應(yīng)用于工業(yè)問題。Quandela和EDF是完美的互補(bǔ)。我們將自己的專業(yè)知識(shí)用于微分方程求解和算法開發(fā)以及我們第一臺(tái)全棧光量子計(jì)算機(jī)由法國電力集團(tuán)使用。作為回報(bào)，我們將受益于EDF獲得的知識(shí)和專業(yè)技能數(shù)十年的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594428.html?templateId=520429
富士通推出用于解決量子化學(xué)問題的量子/HPC混合計(jì)算技術(shù)
富士通于11月8日宣布開發(fā)量子/HPC混合計(jì)算技術(shù)，以優(yōu)化客戶的工作負(fù)載選擇。
新技術(shù)利用富士通世界一流的39量子比特量子模擬器和配備與超級(jí)計(jì)算機(jī)富岳相同的A64FX CPU的富士通超級(jí)計(jì)算機(jī)PRIMEHPC FX 700的強(qiáng)大功能結(jié)合運(yùn)行，為客戶的量子化學(xué)選擇最佳計(jì)算方法。至關(guān)重要的是，該技術(shù)允許沒有專業(yè)知識(shí)的用戶使用量子模擬器和HPC技術(shù)為現(xiàn)實(shí)世界的問題提供有效的解決方案。富士通為實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算工作負(fù)載代理的愿景，現(xiàn)已開發(fā)出一種用于解決量子化學(xué)問題的量子/HPC混合計(jì)算技術(shù)，從而能夠基于計(jì)算闡明藥物發(fā)現(xiàn)和新材料開發(fā)中使用的材料的特性。作為計(jì)算工作負(fù)載代理的先驅(qū)，這項(xiàng)新技術(shù)通過自動(dòng)優(yōu)化組合量子模擬器和HPC兩種類型計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了高速高精度計(jì)算。新技術(shù)的特點(diǎn)如下：量子/HPC算法判別技術(shù)；計(jì)算時(shí)間估計(jì)技術(shù)；基于時(shí)間、成本和精度的最優(yōu)控制技術(shù)。
展望未來，富士通將驗(yàn)證該技術(shù)的有效性并進(jìn)一步開發(fā)，旨在2023年于量子化學(xué)計(jì)算領(lǐng)域建立新的計(jì)算工作負(fù)載代理技術(shù)。富士通將進(jìn)一步繼續(xù)開發(fā)可使用的計(jì)算平臺(tái)，通過將服務(wù)添加到富士通計(jì)算服務(wù)中，無需專業(yè)知識(shí)的任何人都可以使用，富士通的服務(wù)組合通過公共云為客戶提供世界領(lǐng)先的計(jì)算技術(shù)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614051.html?templateId=520429
應(yīng)用量子計(jì)算設(shè)計(jì)散熱窗戶，減緩全球氣候變暖
空調(diào)造成約4%的溫室氣體排放，而隨著世界變得越來越熱、人口增加和全球收入增加，使用中的空調(diào)裝置數(shù)量預(yù)計(jì)將從今天的不到20億臺(tái)到2050年飆升至56億臺(tái)到。這不僅會(huì)導(dǎo)致更多的全球溫室氣體排放，也會(huì)導(dǎo)致城市局部變暖，形成城市熱島效應(yīng)。
近期，圣母大學(xué)和慶熙大學(xué)的研究人員在量子計(jì)算和人工智能的幫助下已經(jīng)開發(fā)出一種透明的窗戶涂層，可以降低建筑物內(nèi)部的溫度，而無需使用任何電力，也不用著色或阻擋視野。設(shè)計(jì)的透明窗戶涂層將熱量從窗戶散發(fā)到大氣中，它可以將花在風(fēng)扇和空調(diào)上的能源減少31%，不僅能幫助建筑物降溫，還可以幫助地球降溫。
為了找到一種可以滿足實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的材料，該研究團(tuán)隊(duì)制作了由四種常見材料（包括二氧化硅和二氧化鈦）交替疊成的模型，將這些材料夾在玻璃基底和聚合物薄膜之間。隨后結(jié)合了機(jī)器學(xué)習(xí)和量子計(jì)算過程用于找到最佳排列層。這種方法使他們能夠在幾分之一秒內(nèi)模擬所有可能的組合。在測(cè)試中，所得涂層的性能優(yōu)于使用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的幾種透明輻射冷卻器。
目前尚不清楚這種透明的窗戶涂層是否能被大規(guī)模應(yīng)用于市場(chǎng)中。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，它可以使用最先進(jìn)的沉積技術(shù)用于實(shí)際應(yīng)用制造，但先進(jìn)通常意味著昂貴。如果涂層（或類似涂層）的生產(chǎn)成本可以降得足夠低，則可以幫助降低建筑物的冷卻成本，甚至可能進(jìn)行調(diào)整以用于車窗，從而最大限度地減少我們對(duì)汽車、飛機(jī)等空調(diào)的需求。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614016.html?templateId=520429
科研團(tuán)隊(duì)使用物質(zhì)的量子態(tài)模擬早期宇宙
由德國海德堡大學(xué)的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家Nikolas Liebster帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用超冷原子制成的量子場(chǎng)模擬器創(chuàng)造了一種微小的膨脹宇宙。該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚰M不同版本的彎曲時(shí)空，它們對(duì)應(yīng)于宇宙模型中的球形或雙曲線幾何形狀。這些可調(diào)節(jié)的時(shí)空曲率以及許多其他因素會(huì)影響粒子的產(chǎn)生方式。該實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是在實(shí)驗(yàn)室的不同場(chǎng)景下探索可能類似于早期宇宙的動(dòng)力學(xué)，并能夠暫停整個(gè)系統(tǒng)以便更仔細(xì)地進(jìn)行分析，這是真實(shí)宇宙無法做到的。
研究結(jié)果表示，實(shí)驗(yàn)的成功證明了類似的模擬器提供了進(jìn)入量子物理學(xué)中未探索狀態(tài)的可能性，量子物理學(xué)是在原子的微小尺度上研究物質(zhì)和能量。雖然沒有任何實(shí)驗(yàn)可以產(chǎn)生與早期宇宙條件直接可比的條件，但新研究探索的機(jī)制有點(diǎn)類似于大爆炸后控制時(shí)空和粒子產(chǎn)生的物理學(xué)。
科研團(tuán)隊(duì)概述了量子物理學(xué)中的一系列基本問題，這些問題可以通過未來版本的模擬器進(jìn)行探索。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614122.html?templateId=520429
德國科技巨頭博世宣布與IBM在量子計(jì)算領(lǐng)域合作
在德國工程和電子公司羅伯特·博世公司11月9日的一份聲明中，博世與美國科技公司IBM在量子計(jì)算領(lǐng)域建立新的合作伙伴關(guān)系，共同開展對(duì)未來技術(shù)的探究。
據(jù)博世稱，IBM將為其量子計(jì)算機(jī)提供云訪問，以換取其在材料模擬方面的經(jīng)驗(yàn)。這將使博世對(duì)包括硬件在內(nèi)的量子計(jì)算的能力和適用性有更深入的了解，同時(shí)雙方將共同使量子模擬提升到一個(gè)新的水平，并在國際上獲得競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。
博世還表示，這種對(duì)量子計(jì)算機(jī)的訪問將使合作伙伴能夠找到用于生產(chǎn)電機(jī)和燃料電池的貴金屬和稀土的碳中和替代品，并且這些替代品將更小、更輕、更高效、更實(shí)惠。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614131.html?templateId=520429
費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)將采用芝加哥大學(xué)普利茲克納米制造設(shè)施
由美國能源部費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室主辦的超導(dǎo)量子材料和系統(tǒng)中心（SQMS）的研究人員正在致力于解開量子設(shè)備的架構(gòu)并研究每種材料，以了解它們?nèi)绾斡绊懺O(shè)備的性能，因此SQMS正在使用芝加哥大學(xué)提供的普利茲克納米制造設(shè)施。這是一個(gè)最先進(jìn)的用戶設(shè)施，研究人員可以在這里制造具有不同材料和工藝的超導(dǎo)量子器件。
普利茲克納米制造設(shè)施為SQMS的研究提供了一系列工具來試驗(yàn)不同的材料，以擴(kuò)展其超導(dǎo)量子器件的性能。芝加哥大學(xué)提供的支持和訪問權(quán)使SQMS能夠制造實(shí)現(xiàn)構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)目標(biāo)所需的設(shè)備。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614148.html?templateId=520429
D-Wave公布第三季度業(yè)績，營收同比增長30%
D-Wave Quantum Inc.是一家唯一同時(shí)構(gòu)建退火和門模型量子計(jì)算機(jī)的供應(yīng)商，于11月10日公布了截至2022年9月30日的第三季度財(cái)務(wù)業(yè)績。
據(jù)財(cái)報(bào)顯示，2022財(cái)年第三季度的收入為170萬美元，比2021財(cái)年第三季度的130萬美元增加388,000美元，增長率為30%，比2022財(cái)年第二季度的140萬美元增加324,000美元，增長率為24%。2022財(cái)年第三季度的毛利潤為110萬美元，比2021財(cái)年第三季度的100萬美元增加了86,000美元，增長率為9%，比上一財(cái)年第二季度的785,000增加了301,000美元，增長率為38%。
我們第三季度的業(yè)績反映了D-Wave今天通過將量子計(jì)算用于實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用來幫助客戶實(shí)現(xiàn)真正價(jià)值的使命的持續(xù)進(jìn)展。商業(yè)化量子計(jì)算的時(shí)代已經(jīng)到來，這在我們擴(kuò)大客戶足跡、加速應(yīng)用程序開發(fā)和收入增長方面所看到的勢(shì)頭很明顯。
今年迄今為止，商業(yè)客戶數(shù)量增長了34%，季度收入同比增長了30%，很明顯，客戶正在看到我們的量子混合解決方案在釋放競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)和推動(dòng)增長方面的影響增長，D-Wave首席執(zhí)行官Alan Baratz說，此外，我們?nèi)匀粚Ｗ⒂诓恍傅漠a(chǎn)品開發(fā)和交付。根據(jù)截至2022年11月10日的可用信息，D-Wave維持其2022財(cái)年收入和調(diào)整后EBITDA指導(dǎo)如下：收入預(yù)計(jì)在700萬美元至900萬美元之間，調(diào)整后的EBITDA預(yù)計(jì)將低于-4900萬美元。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620477.html?templateId=520429
04
量子通信與安全
Quantum Communication & Security
SES選擇Arianespace為歐洲發(fā)射量子通信衛(wèi)星EAGLE-1
SES公司的EAGLE-1衛(wèi)星將支持歐洲的端到端安全量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)，最早將于2024年第四季度由Arianespace在法屬圭亞那的Vega C火箭上為SES發(fā)射。這顆衛(wèi)星將被送入近地軌道。
EAGLE-1項(xiàng)目由歐洲航天局在ARTES旗下的德國、盧森堡、奧地利、意大利、荷蘭、瑞士、比利時(shí)和捷克共和國以及歐洲委員會(huì)通過Horizon Europe共同資助。項(xiàng)目由衛(wèi)星和地面基礎(chǔ)設(shè)施組成，由SES及其20個(gè)歐洲合作伙伴組成的財(cái)團(tuán)在歐洲航天局(ESA)和歐盟委員會(huì)的支持下開發(fā)。根據(jù)最近與ESA簽署的協(xié)議，SES及其合作伙伴將設(shè)計(jì)、開發(fā)、發(fā)射和運(yùn)營一個(gè)基于衛(wèi)星的端到端QKD系統(tǒng)，用于測(cè)試和驗(yàn)證基于空間的加密密鑰安全傳輸。第一個(gè)歐洲主權(quán)天基QKD系統(tǒng)將包括專用的低地球軌道EAGLE-1衛(wèi)星和位于盧森堡的最先進(jìn)的QKD運(yùn)營中心。EAGLE-1衛(wèi)星將為歐盟成員國實(shí)現(xiàn)天基QKD的早期訪問、驗(yàn)證和集成。
SES首席技術(shù)官Ruy Pinto表示：為安全數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)建EAGLE-1端到端系統(tǒng)并驗(yàn)證遠(yuǎn)程量子密鑰分發(fā)技術(shù)是一項(xiàng)創(chuàng)新項(xiàng)目，將使歐盟成員國受益。幾十年來，我們一直在與Arianespace合作，將我們的衛(wèi)星送入太空，很高興在這次合作中他們將會(huì)送EAGLE-1衛(wèi)星進(jìn)入軌道。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614125.html?templateId=520429
2024年發(fā)射，英國量子通信中心授予ISISPACE集團(tuán)衛(wèi)星研發(fā)任務(wù)
英國量子通信中心已選擇荷蘭公司ISISPACE集團(tuán)作為衛(wèi)星系統(tǒng)和服務(wù)提供商，以支持該中心的在軌演示(IOD)任務(wù)，展示量子加密節(jié)點(diǎn)處于太空的分布。IOD將成為圍繞衛(wèi)星與地面之間的量子安全通信的英國科技核心樞紐開發(fā)計(jì)劃的高潮。該計(jì)劃是在所有距離范圍內(nèi)提供量子安全的戰(zhàn)略目標(biāo)的一部分，包括開發(fā)新型量子信號(hào)發(fā)射器作為衛(wèi)星的有效載荷，以及用于專用中心光學(xué)地面站(OGS)的量子接收器。由約克大學(xué)牽頭的開發(fā)計(jì)劃的中心學(xué)術(shù)合作伙伴分別是布里斯托大學(xué)、赫瑞瓦特大學(xué)、斯特拉思克萊德大學(xué)以及科學(xué)和技術(shù)設(shè)施委員會(huì)的RAL空間設(shè)施。
ISISPACE已被選為IOD任務(wù)的衛(wèi)星平臺(tái)提供商。這顆鞋盒大小的衛(wèi)星將使用光和紅外信號(hào)以及無線電頻道與位于蘇格蘭Hub OGS站點(diǎn)的量子接收器進(jìn)行通信。ISISPACE在啟用和支持創(chuàng)新的小型衛(wèi)星任務(wù)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，包括集線器IOD所需的集成、發(fā)射和操作。
Hub IOD將于2024年初啟動(dòng)，它將促進(jìn)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，這對(duì)于展示克服基于光纖的地面通信網(wǎng)絡(luò)的距離限制所需的科學(xué)和技術(shù)至關(guān)重要。IOD是目前正在開發(fā)的三個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目之一，英國投入大量資金和投資，將對(duì)大規(guī)模商業(yè)量子安全通信的戰(zhàn)略目標(biāo)做出重大貢獻(xiàn)。這項(xiàng)工作是英國量子通信中心核心技術(shù)開發(fā)的一部分，由約克大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)，并由英國國家量子技術(shù)計(jì)劃資助。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620484.html?templateId=520429
量子加密公司Arqit將與Nine23聯(lián)手為英國政府提供安全云服務(wù)
量子安全加密領(lǐng)域的領(lǐng)頭公司Arqit Quantum Inc.已與英國受監(jiān)管和合規(guī)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案提供商N(yùn)ine23 Ltd簽署合同，在Nine23的英國Sovereign Secure私有云基礎(chǔ)設(shè)施Platform FLEX上共同部署Arqit的對(duì)稱密鑰協(xié)議軟件QuantumCloud?，旨在為其客戶提供最高水平的安全保障。
Nine23的專有平臺(tái)FLEX提供了一個(gè)多私有云環(huán)境，具有與所有英國政府網(wǎng)絡(luò)（包括PSN、PNN、RLI、HSCN等）的直接網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)連接，且經(jīng)過驗(yàn)證的認(rèn)可平臺(tái)提供數(shù)據(jù)駐留和解決方案集成，可用于官方敏感和更高級(jí)別的分類。而Arqit和Nine23將攜手解決英國政府和國防客戶的需求，以提高其基礎(chǔ)設(shè)施抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的安全性，消除與傳統(tǒng)加密方法公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)相關(guān)的漏洞，并防止量子計(jì)算機(jī)帶來的數(shù)據(jù)安全威脅。該合作伙伴關(guān)系將為政府和國防客戶跨數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施提供由英國主權(quán)部署的完全托管QuantumCloud?，而無需對(duì)現(xiàn)有硬件、軟件或支持進(jìn)行重大更改。這些服務(wù)將通過數(shù)字市場(chǎng)在新的G-Cloud 13框架上提供。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594439.html?templateId=520429
WISeKey公司推出抗量子安全架構(gòu)QUASARS
全球領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)公司W(wǎng)ISeKey International Holding Ltd.于美國東部時(shí)間11月7日宣布其QUASARS（抗量子安全架構(gòu)）項(xiàng)目是一個(gè)基于新的WISeKey Secure RISC V平臺(tái)的激進(jìn)創(chuàng)新解決方案，正在為后量子密碼時(shí)代鋪平道路?；旌辖鉀Q方案符合ANSSI的建議，并得到了法國安全通信解決方案（SCS）集群的大力支持。
WISeKey是美國國家網(wǎng)絡(luò)安全卓越中心(NCCoE)項(xiàng)目的一部分，這是一個(gè)新的安全平臺(tái)，將幫助定義執(zhí)行可信網(wǎng)絡(luò)層載入的最佳實(shí)踐，并幫助大規(guī)模實(shí)施和使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可信載入解決方案。
SCS是一個(gè)致力于數(shù)字技術(shù)的世界級(jí)競(jìng)爭力集群。他們正在共同努力開發(fā)和營銷產(chǎn)品和創(chuàng)新服務(wù)，以在高增長的量子市場(chǎng)創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602706.html?templateId=520429
IBM和電信運(yùn)營商沃達(dá)豐就量子安全網(wǎng)絡(luò)達(dá)成合作
IBM于11月9日在2022年IBM量子峰會(huì)上宣布，沃達(dá)豐集團(tuán)正在與其就量子安全網(wǎng)絡(luò)展開合作，同時(shí)還將加入IBM Quantum Network，這將使沃達(dá)豐可以云訪問IBM先進(jìn)的量子計(jì)算系統(tǒng)，以及分享IBM行業(yè)領(lǐng)先的量子專業(yè)知識(shí)。這家跨國電信公司將與IBM合作，幫助驗(yàn)證和推進(jìn)電信領(lǐng)域的潛在量子用例。
作為此次合作的一部分，沃達(dá)豐將探索用于各種電信用例的量子計(jì)算。該公司還將通過由IBM領(lǐng)導(dǎo)的迭代原型設(shè)計(jì)來提升員工在量子技術(shù)方面的技能，并積極招聘量子計(jì)算專家，在其隊(duì)伍中建立專門的能力。在整個(gè)參與過程中，沃達(dá)豐將探索如何將IBM量子安全加密技術(shù)應(yīng)用于其整個(gè)多樣化的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)。而沃達(dá)豐對(duì)美國NIST發(fā)布的量子安全協(xié)議的探索標(biāo)志著IBM量子安全在理解和準(zhǔn)備電信領(lǐng)域的這種風(fēng)險(xiǎn)方面處于領(lǐng)先地位。
IBM和沃達(dá)豐也是最近宣布的GSMA后量子電信網(wǎng)絡(luò)工作組的初始成員之一，該工作組的任務(wù)是幫助定義政策、監(jiān)管和運(yùn)營商業(yè)務(wù)流程，以在先進(jìn)量子計(jì)算的未來加強(qiáng)對(duì)電信的保護(hù)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614136.html?templateId=520429
歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)使用新的算法保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受量子網(wǎng)絡(luò)威脅
隨著世界面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，包括歐洲戰(zhàn)爭和全球能源危機(jī)，公共安全、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和公用事業(yè)部門（包括運(yùn)輸、電力、天然氣和水廠）更加重視抵抗第三方攻擊，以保護(hù)通信和敏感數(shù)據(jù)。由于120多個(gè)國家和地區(qū)為這些關(guān)鍵服務(wù)使用專用TETRA（陸地集群無線電）網(wǎng)絡(luò)，因此開展工作以確保歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）TETRA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在面對(duì)不斷變化的威脅時(shí)保持穩(wěn)健已經(jīng)迫在眉睫。
為了適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新和潛在的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊，包括來自量子計(jì)算機(jī)的攻擊，ETSI使用新的TETRA算法保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受網(wǎng)絡(luò)威脅，該公司已經(jīng)完成了旨在保護(hù)TETRA網(wǎng)絡(luò)至少在未來20年內(nèi)安全的新算法的工作。這些新規(guī)范是與ETSI量子安全密碼學(xué)組的專家密切合作完成的。該工作是在負(fù)責(zé)增強(qiáng)TETRA標(biāo)準(zhǔn)的全球代表組織的支持下進(jìn)行的。據(jù)預(yù)測(cè)，在2021-2026年內(nèi)，對(duì)TETRA技術(shù)的需求將繼續(xù)以4.7%的復(fù)合年增長率增長。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614150.html?templateId=520429
美國公司推出世界上第一個(gè)抗量子UCC平臺(tái)Mercury Workspace
作為全球最先進(jìn)的安全雙重用途數(shù)字通信平臺(tái)，Secured Communications Inc.于美國東部時(shí)間11月10日宣布旗下的Mercury Workspace成為世界上第一個(gè)集成了后量子加密的統(tǒng)一通信和協(xié)作(UCC)平臺(tái)，以保護(hù)客戶端數(shù)據(jù)免受未來量子計(jì)算機(jī)的攻擊。
Secured Communications與前FBI高級(jí)情報(bào)領(lǐng)導(dǎo)人合作，開發(fā)的Mercury Workspace平臺(tái)受到全球反恐專業(yè)人士、安全專業(yè)人士和公司的信賴，現(xiàn)在這個(gè)平臺(tái)已經(jīng)是最先進(jìn)、最安全的兩用通信平臺(tái)，可實(shí)施美國國家科學(xué)技術(shù)研究院(NIST)選定的后量子加密算法，該算法將成為新密碼標(biāo)準(zhǔn)的一部分。Mercury Workspace UCC平臺(tái)包括完全加密的消息傳遞、無限大小的文件共享、高清視頻會(huì)議和VoIP呼叫，所有這些都在一個(gè)封閉的生態(tài)系統(tǒng)中得到保護(hù)，采用多因素身份驗(yàn)證(MFA)技術(shù)來驗(yàn)證用戶身份。隨著量子計(jì)算規(guī)模的穩(wěn)步推進(jìn)以及存在采用現(xiàn)在竊取，以后解密的潛在威脅，Mercury Workspace已完成將Crystals-Kyber和Crystals-Dilithium加密算法集成到其現(xiàn)有消息傳遞層的加密協(xié)議，保護(hù)傳輸中和靜止的數(shù)據(jù)，從而消除量子計(jì)算機(jī)在現(xiàn)在和將來能夠解密被盜數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)。
借助后量子加密，Mercury Workspace將可以全面保護(hù)企業(yè)、機(jī)構(gòu)和組織客戶的所有通信，使安全通信比競(jìng)爭對(duì)手具有明顯優(yōu)勢(shì)，并為客戶的敏感業(yè)務(wù)和運(yùn)營數(shù)據(jù)提供所需的安全性。各國政府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到量子技術(shù)存在的風(fēng)險(xiǎn)，要求并鼓勵(lì)所有有能力的利益相關(guān)者將先進(jìn)的抗量子加密技術(shù)整合為一種雙重技術(shù)。這將立即開始保護(hù)專有信息、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受當(dāng)前和未來的量子威脅。Secured Communications非常重視這一緊迫的國家安全需求，并專注于這一新興的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)與政府和行業(yè)合作伙伴一起加快研究進(jìn)度。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620367.html?templateId=520429
05
量子精密測(cè)量
Quantum precision measurements
麻省理工學(xué)院開發(fā)了低成本的太赫茲相機(jī)
太赫茲輻射的波長介于微波和可見光之間，可以穿透許多非金屬材料并檢測(cè)某些分子的特征。該特性使其適用于廣泛的應(yīng)用，包括機(jī)場(chǎng)安全掃描、工業(yè)質(zhì)量控制、天體物理觀測(cè)、材料的非破壞性表征以及比當(dāng)前手機(jī)頻段更高帶寬的無線通信。但設(shè)計(jì)使用太赫茲波檢測(cè)和成像的設(shè)備一直具有挑戰(zhàn)性，并且大多數(shù)現(xiàn)有的太赫茲設(shè)備價(jià)格昂貴、速度慢、體積大，同時(shí)需要真空系統(tǒng)和極低的溫度。
由麻省理工學(xué)院帶領(lǐng)，包含明尼蘇達(dá)大學(xué)和三星的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型相機(jī)，可以在室溫和壓力下快速檢測(cè)太赫茲脈沖，靈敏度高。更重要的是，它可以同時(shí)實(shí)時(shí)捕獲有關(guān)波的方向或極化的信息，這是現(xiàn)有設(shè)備無法做到的。該信息可用于表征具有不對(duì)稱分子的材料或確定材料的表面形貌。該團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)了兩種可以在室溫下運(yùn)行的不同設(shè)備：一種利用量子點(diǎn)將太赫茲脈沖轉(zhuǎn)換為可見光的能力，使該設(shè)備能夠產(chǎn)生材料圖像；另一種利用量子點(diǎn)將太赫茲脈沖轉(zhuǎn)換為可見光的能力，產(chǎn)生顯示太赫茲波偏振狀態(tài)的圖像。
雖然太赫茲波原則上可以用來探測(cè)一些天體物理現(xiàn)象，但這些來源非常微弱，新設(shè)備無法捕捉到如此微弱的信號(hào)，科研團(tuán)隊(duì)正在努力提高其靈敏度。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594422.html?templateId=520429
悉尼科技大學(xué)研發(fā)了新一代量子顯微鏡原型
雖然量子計(jì)算是基于原子和亞原子水平上物質(zhì)和能量行為發(fā)展中技術(shù)的重要項(xiàng)目，但量子顯微鏡有望為科學(xué)研究本身打開一扇新的大門。隨著量子技術(shù)的進(jìn)步，新的顯微鏡模式將可以看到電流、檢測(cè)波動(dòng)的磁場(chǎng)，甚至可以看到表面上的單個(gè)分子。
由悉尼科技大學(xué)Igor Aharonovich教授和RMIT大學(xué)的Jean-Philippe Tetienne博士領(lǐng)導(dǎo)的澳大利亞研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種具有高分辨率靈敏度的顯微鏡原型。該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在《自然物理學(xué)》上。其研發(fā)的量子顯微鏡原型基于原子層面，在激光照射后，發(fā)出的光可以與其他物理量直接關(guān)聯(lián)，例如磁場(chǎng)或電場(chǎng)附近的化學(xué)環(huán)境。
Aharonovich教授說，新方法的獨(dú)創(chuàng)性在于，團(tuán)隊(duì)使用了與通常用于量子傳感的笨重晶體相反的原子級(jí)薄層，稱為六方氮化硼(hBN)。這種由牢固結(jié)合的二維層組成的范德華材料可以做得很薄，并且可以適應(yīng)任意粗糙的表面，從而實(shí)現(xiàn)高分辨率靈敏度。這些特性使團(tuán)隊(duì)產(chǎn)生了使用量子活性hBN箔來執(zhí)行量子顯微鏡的想法，本質(zhì)上是一種利用量子傳感器陣列來創(chuàng)建敏感的量子空間圖的成像技術(shù)。
新一代量子顯微鏡具有巨大的潛力，UTS高級(jí)研究員Mehran Kianinia博士說，它不僅可以在室溫下運(yùn)行并同時(shí)提供有關(guān)溫度、電場(chǎng)和磁場(chǎng)的信息，而且可以無縫集成到納米級(jí)設(shè)備中，并且因?yàn)閔BN是一種非常魯棒的材料，所以能承受非常惡劣的環(huán)境。而未來的主要應(yīng)用包括可用于研究化學(xué)反應(yīng)和識(shí)別分子起源的高分辨率MRI（磁共振成像）和NMR（核磁共振），以及遙感和成像在太空、國防和農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵應(yīng)用。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602690.html?templateId=520429
德國實(shí)現(xiàn)世界上第一個(gè)帶有高電荷離子的光學(xué)原子鐘
光學(xué)原子鐘是有史以來最精確的測(cè)量儀器，并且正在成為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究的關(guān)鍵工具。德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究所(PTB)QUEST研究所的研究人員近期與馬克斯普朗克核物理研究所(MPIK)和布倫瑞克工業(yè)大學(xué)合作，在Quantum Frontiers卓越集群的范圍內(nèi)，首次實(shí)現(xiàn)了基于高電荷離子的光學(xué)原子鐘計(jì)時(shí)。這種類型的離子因其具有非凡的原子特性和對(duì)外部電磁場(chǎng)的低靈敏度而適合應(yīng)用于測(cè)量中。
為了實(shí)現(xiàn)利用高電荷離子在光學(xué)原子鐘中的應(yīng)用，PTB開發(fā)出量子算法成功地冷卻了高電荷離子，即接近量子力學(xué)基態(tài)。這對(duì)應(yīng)于絕對(duì)零度以上百萬分之200開爾文的溫度。現(xiàn)在研究人員已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了基于13倍帶電氬離子的光學(xué)原子鐘，并將其計(jì)數(shù)聲與PTB現(xiàn)有的鐿離子鐘進(jìn)行了比較。為此，他們必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行非常詳細(xì)的分析，以了解例如高電荷離子的運(yùn)動(dòng)和外部干擾場(chǎng)的影響。團(tuán)隊(duì)期望通過技術(shù)改進(jìn)進(jìn)一步減少不確定性，這將使實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)入最好的原子鐘范圍。
因此，研究人員為現(xiàn)有的光學(xué)原子鐘創(chuàng)建了一個(gè)基于單個(gè)鐿離子或中性鍶原子的附加系統(tǒng)。這樣的改進(jìn)允許研究更多不同的高電荷離子，其中包括可用于搜索粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型擴(kuò)展的原子系統(tǒng)。其他高電荷離子對(duì)精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的變化和某些暗物質(zhì)特別敏感，這些物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)模型之外的模型中需要但不能用以前的方法檢測(cè)到。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602749.html?templateId=520429
德國將量子技術(shù)用于癌癥成像
迄今為止，在常規(guī)臨床環(huán)境中使用磁共振成像(MRI)追蹤腫瘤細(xì)胞的代謝是不可行的。近期，包括慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)在內(nèi)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)正在努力推進(jìn)基于量子的超極化器的開發(fā)，以便將其部署到臨床應(yīng)用中。該機(jī)器旨在顯著改善代謝過程的MRI成像，例如允許更早、更準(zhǔn)確地評(píng)估腫瘤，以及改進(jìn)腫瘤治療的選擇和監(jiān)測(cè)。
在實(shí)驗(yàn)過程中，將代謝分子的原子核引向超極化狀態(tài)是困難的。因此，研究人員使用了一個(gè)基于氫的特殊磁性狀態(tài)的中間步驟，稱為仲氫。這可以使用已知方法在低溫下用液氮生產(chǎn)并儲(chǔ)存在氣瓶中。仲氫的特性也建立在量子力學(xué)定律之上。
雖然仲氫本身是磁屏蔽的并且無法使用磁共振方法測(cè)量，但它的自旋配置可以使其他原子核超極化，從而增加它們?cè)贛RI中的可見度。使用這種方法，研究人員超極化了對(duì)研究代謝過程很重要的分子。例如丙酮酸是一種被腫瘤加工成乳酸的代謝產(chǎn)物，特別適用于診斷。研究人員將對(duì)氫?？吭诔瑯O化器中的丙酮酸上，并利用其自旋配置使用無線電波在磁場(chǎng)中超極化丙酮酸的碳原子。因此，來自丙酮酸的信號(hào)在MRI中得到增強(qiáng)，從而允許以時(shí)間分辨率可視化相應(yīng)的代謝過程。
項(xiàng)目合作伙伴已經(jīng)開發(fā)出超極化器的功能原型。在QuE-MRI項(xiàng)目中，醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)和工程領(lǐng)域的研究人員、醫(yī)生、工業(yè)合作伙伴和開發(fā)人員現(xiàn)正在密切合作以優(yōu)化這些原型，以便超極化器可以在臨床上大規(guī)模部署。此外，項(xiàng)目組計(jì)劃在癌癥診斷的初步臨床試驗(yàn)中驗(yàn)證了非侵入性和非放射性技術(shù)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620362.html?templateId=520429
06
量子材料
Quantum Materials
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)用于開發(fā)混合材料的新量子相變
物理學(xué)家所說的相變正如水結(jié)冰的過程。日本大阪市立大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種前所未有的量子相變，在此過程中，晶體在保持晶體特性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無定形特性。他們的發(fā)現(xiàn)有助于開發(fā)用于惡劣環(huán)境（例如外太空）的混合材料。
大阪市立大學(xué)工程研究生院Yui Ishii副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)量子臨界點(diǎn)附近的化學(xué)成分處，AlO4網(wǎng)絡(luò)中形成了高度無序的原子排列，從而導(dǎo)致了結(jié)晶形成包含兩種特性和無定形的材料。Ba1-xSrxAl2O4是結(jié)晶固體，但研究人員發(fā)現(xiàn)在高于結(jié)構(gòu)量子臨界點(diǎn)的Sr濃度下，Ba1-xSrxAl2O4表現(xiàn)出無定形材料的熱特性，即與玻璃材料（例如二氧化硅）相當(dāng)?shù)牡蜔釋?dǎo)率。他們觀察到，由于非相干停止的聲學(xué)軟模式，部分原子結(jié)構(gòu)失去了周期性。結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了玻璃狀A(yù)l-O網(wǎng)絡(luò)和周期性Ba排列的組合。這種混合狀態(tài)是研究團(tuán)隊(duì)第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的，只需將原材料均勻混合并加熱即可。
Ishii總結(jié)道：原則上，這項(xiàng)研究中揭示的現(xiàn)象可以發(fā)生在表現(xiàn)出聲學(xué)軟模式的材料中。將這種技術(shù)應(yīng)用于各種材料可能有助于我們創(chuàng)造出結(jié)合晶體物理特性的混合材料，例如光學(xué)特性和電學(xué)特性，以及具有非晶材料的低導(dǎo)熱性。此外，晶體的高耐熱性可開發(fā)用于外太空等惡劣環(huán)境的絕緣材料。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614041.html?templateId=520429
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了用于拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)的新材料
芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院(PME)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新材料MnBi6Te10，可用于創(chuàng)建電子可以沿其移動(dòng)的量子高速通道。這些電子通道可能有助于連接強(qiáng)大、節(jié)能的量子計(jì)算機(jī)的內(nèi)部組件。
當(dāng)電子穿過傳統(tǒng)的金屬線時(shí)，它們會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生熱量而損失少量能量，并且一些內(nèi)在特性會(huì)發(fā)生變化。因此，傳統(tǒng)金屬線不能用于連接以電子的量子特性編碼數(shù)據(jù)的量子計(jì)算機(jī)部分。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了MnBi6Te10中的微妙鐵磁性，這有可能打開量子高速通道，讓電子在沒有耗散的情況下流動(dòng)。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為MnBi6Te10可以充當(dāng)磁性拓?fù)浣^緣體，擁有使電子在保持能量的同時(shí)圍繞其周邊穿梭的電子和量子特性。這是拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)工程的一個(gè)重要里程碑。
PME研究人員獲得了由Zhiqiang Mao領(lǐng)導(dǎo)的賓夕法尼亞州立大學(xué)二維晶體聯(lián)盟合作制造的MnBi6Te10原材料。然后，該團(tuán)隊(duì)結(jié)合使用角度分辨光電子能譜和透射電子顯微鏡(TEM)這兩種方法，準(zhǔn)確研究MnBi6Te10中的電子表現(xiàn)以及電子的運(yùn)動(dòng)如何隨磁性狀態(tài)而變化。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614119.html?templateId=520429
07
核心器件
Core Equipments
浙江大學(xué)開發(fā)了低損耗、芯片級(jí)可編程硅光子處理器
集成光信號(hào)處理器已被確定為光信號(hào)處理的強(qiáng)大引擎。它們可以在具有極高控制精度的小型芯片上實(shí)現(xiàn)寬帶和穩(wěn)定的信號(hào)處理操作。目前，人們對(duì)提供功能可重構(gòu)性非常感興趣，以匹配可編程微電子處理器的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)具有大量調(diào)諧元件的大規(guī)?？删幊坦庾蛹呻娐罚魬?zhàn)降低硅光子波導(dǎo)的損耗并最大限度地減少由這些調(diào)諧元件的移相器的制造缺陷引起的隨機(jī)相位誤差。
Opto-Electronic Advances的新論文討論了低損耗芯片級(jí)可編程硅光子處理器。浙江大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過引入低損耗多模光子波導(dǎo)螺旋和低隨機(jī)相位誤差馬赫-曾德開關(guān)，提出了一種高性能可編程硅光子處理器。這些波導(dǎo)螺旋設(shè)計(jì)為寬達(dá)2μm，可實(shí)現(xiàn)0.28dB/cm的超低傳播損耗，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的硅波導(dǎo)(2-3dB/cm)。同時(shí)，裝置設(shè)計(jì)有2μm寬的臂波導(dǎo)，因此其中的隨機(jī)相位誤差可以忽略不計(jì)。在這種情況下，硅光子處理器校準(zhǔn)變得容易，而且功耗更低，可以大大減少相位誤差的補(bǔ)償。此外，每個(gè)通道都有一個(gè)Ge/Si光電探測(cè)器和光柵耦合器來檢測(cè)信號(hào)。
通過對(duì)該器件進(jìn)行編程，這款可編程硅光子處理器成功地驗(yàn)證了許多截然不同的功能，包括可調(diào)諧時(shí)間延遲、微波光子波束形成、任意光信號(hào)濾波和任意波形生成。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614065.html?templateId=520429
硅光子微機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破
為了應(yīng)對(duì)不斷增長的數(shù)據(jù)速率，光纖通信系統(tǒng)使用許多專用波長的單獨(dú)通信信道，這種技術(shù)稱為波分復(fù)用。這些通道在通過光纖傳輸之前在多路復(fù)用器中組合。為了檢索數(shù)據(jù)，光譜在接收端被解復(fù)用。通常，此操作是使用光子集成電路(PIC)執(zhí)行的。PIC將光限制并引導(dǎo)到微型組件中，這些組件在多個(gè)波長通道中操縱信息，例如陣列波導(dǎo)光柵或集成環(huán)形諧振器。
近期，學(xué)者Hamed Sattari帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)通過物理移動(dòng)光子集成電路中的懸浮硅環(huán)形諧振器，展示了一種用于解復(fù)用操作的節(jié)能組件。環(huán)形諧振器的機(jī)械位移允許將波長通道提取到總線波導(dǎo)中，有效地充當(dāng)微機(jī)械操作的分插濾波器。靜電驅(qū)動(dòng)機(jī)制建立在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)之上，這是一種廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的技術(shù)，例如視頻投影儀的微鏡。與這些已有的光學(xué)MEMS相比，團(tuán)隊(duì)展示的新型硅光子MEMS大約小了3個(gè)數(shù)量級(jí)。環(huán)形諧振器的波導(dǎo)橫截面小于650nmx220nm，小于500nm的位移足以操作濾波器。與現(xiàn)有的MEMS產(chǎn)品相比，這種緊湊的占位面積允許快速運(yùn)行，并且靜電驅(qū)動(dòng)機(jī)制確保了極低的功耗，使這種新型濾波器具有高能效。
我們的研究在硅光子MEMS技術(shù)成熟度方面邁出了重要一步，Sattari說，現(xiàn)在可以構(gòu)建由數(shù)千個(gè)組件組成的大規(guī)模光子集成電路，例如分插濾波器，提供一個(gè)缺失的平臺(tái)，可以使數(shù)據(jù)中心和光纖通信應(yīng)用更加節(jié)能。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614059.html?templateId=520429
08
基礎(chǔ)研究
Basic Research
中國科學(xué)家成功在強(qiáng)量子色動(dòng)力學(xué)體系中直接測(cè)量質(zhì)子廣義極化率
量子色動(dòng)力學(xué)是探索由膠子介導(dǎo)的夸克之間的強(qiáng)相互作用的研究領(lǐng)域。夸克是帶電荷的基本粒子，是復(fù)合粒子（如強(qiáng)子和質(zhì)子）的組成部分。而科研領(lǐng)域?qū)α孔由珓?dòng)力學(xué)體系中強(qiáng)相互作用的某些方面仍然知之甚少，特別是在低能量和低動(dòng)量傳遞的相互作用方面，可對(duì)核子廣義極化率進(jìn)行預(yù)測(cè)的理論是手性微擾理論。
而近期，新罕布什爾大學(xué)、弗吉尼亞大學(xué)、威廉瑪麗學(xué)院以及美國和中國的其他機(jī)構(gòu)的研究人員在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中驗(yàn)證了手性微擾理論的預(yù)測(cè)。他們發(fā)表在Nature Physics上的論文提供了在強(qiáng)量子色動(dòng)力學(xué)體系中質(zhì)子的自旋結(jié)構(gòu)和廣義極化率的測(cè)量。
團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致光束在通過場(chǎng)到達(dá)目標(biāo)的途中發(fā)生很大的偏轉(zhuǎn)，從而需要大量的工程將光束傳送到目標(biāo)上，并需要多年的分析才能從目標(biāo)出現(xiàn)的散射電子中提取反應(yīng)截面。使用實(shí)驗(yàn)收集的測(cè)量數(shù)據(jù)，研究人員能夠表征單個(gè)質(zhì)子的內(nèi)部自旋結(jié)構(gòu)，同時(shí)還提取了質(zhì)子的縱向-橫向自旋極化率、twist-3矩陣元素和極化率d2，這些都是通過手性微擾理論估計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。為了確定理論預(yù)測(cè)的有效性，團(tuán)隊(duì)將收集的研究結(jié)果通過實(shí)驗(yàn)用于驗(yàn)證手性微擾理論的預(yù)測(cè)，同時(shí)又可以提高現(xiàn)階段科學(xué)家對(duì)強(qiáng)量子色動(dòng)力學(xué)機(jī)制的理解，包括質(zhì)子的自旋結(jié)構(gòu)和廣義自旋極化率。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594436.html?templateId=520429
物理學(xué)家首次實(shí)驗(yàn)觀察到兩種超流體在超冷原子云中的共存
目前的研究還無法通過實(shí)驗(yàn)觀察到兩種超流體在超冷原子云中的共存。然而，海德堡大學(xué)的物理學(xué)家于近期已經(jīng)證明了這種磁性量子流體以兩種方式呈現(xiàn)在原子氣體中。由Markus Oberthaler教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員已經(jīng)成功地在超冷銣原子云中制備了這種狀態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)表征。
玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)(BEC)是一種原子氣體的特殊量子力學(xué)狀態(tài)，可在極冷的溫度下達(dá)到。處于這種狀態(tài)的單個(gè)原子云集體表現(xiàn)為單一流體。這種量子流體作為超流體能夠無阻力地流動(dòng)。根據(jù)Oberthaler教授的說法，近幾十年來，原子玻色-愛因斯坦凝聚體是由鈉和銣等非常不同類型的原子產(chǎn)生的，但最近也由鉺和鏑等更奇異的原子產(chǎn)生。然而，這些原子中的大多數(shù)也表現(xiàn)出有自旋并且像小磁鐵的內(nèi)部自由度。實(shí)驗(yàn)小組使用銣原子的超冷云，將原子系統(tǒng)初始化為遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)，并一直等到銣原子達(dá)到新的平衡狀態(tài)。為了創(chuàng)建和追蹤這種狀態(tài)，研究人員使用了專門為此開發(fā)的獨(dú)特檢測(cè)和擾動(dòng)方法。他們觀察到，不僅運(yùn)動(dòng)自由度變得超流體，而且自旋也變得超流體。因此，磁性量子流體可以以兩種方式變得極其流動(dòng)。
這種新研究方法不僅使可以在實(shí)驗(yàn)中表征冷凝物，而且還使業(yè)內(nèi)研究人員能夠更好地了解從非平衡狀態(tài)到新狀態(tài)的路徑。
