周报丨量子保密通信国家骨干网络湖北段开建；量子计算大牛加盟人工智能大厂

光子盒研究院出品

湖北国科量子通信网络有限公司将于近日落户武汉市洪山区。国科量子华中总部由国科量子通信网络有限公司发起并控股，联合湖北交通投资集团有限公司成立。作为国家发改委支持的新一代信息基础设施“国家广域量子保密通信骨干网络”湖北段的建设和运营主体，公司将建设覆盖全省的量子保密通信省干网络和城域网络。该网络是国家发改委支持的新一代信息基础设施“国家广域量子保密通信骨干网络”的湖北段。

国科量子是洪山区引导基金参股子基金湖北星燎高投产业基金投资企业。2020年初，基金完成对国科量子投资3000万元，国科量子的后续发展得到了红杉中国、高华投资等知名资本的加注，并成为量子通信领域的独角兽企业。国科量子华中总部通过资本招商引入洪山区，将进一步丰富洪山区量子科技产业链，助力区域信息科技产业集聚发展。

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出生于1981年的Scott Aaronson目前是德克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）计算机科学David J. Bruton Jr.百年纪念教授和量子信息中心创始主任。他提出了玻色取样和量子计算优越性理论，为“量子优越性”的展示奠定了基础。鉴于他在量子计算领域的贡献，荣获国际计算机协会（ACM）2020年度ACM计算奖。

6月19日，Aaronson在其博客上表示将从UT Austin休假一年，并在下周去OpenAI从事理论研究，而且大部分是远程工作。其工作职责是思考人工智能安全和对齐（AI Safety and Alignment）的理论基础。

在OpenAI工作期间，Aaronson还会花30%的时间继续管理奥斯汀大学的量子信息中心，与他的学生和博士后一起工作。到今年年底，Aaronson计划重新回到全职教学、写作和思考量子问题的岗位上。

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6月16日下午，“薛其坤院士量子创新实验室”在深圳中学正式签约揭牌。该实验室是南方科技大学和深圳中学在教育方面的“新结合点”，旨在培养学生“热爱科学，崇尚创新”的精神，“加固学生对科学的兴趣”。南方科技大学校长薛其坤院士参加活动，并为深圳中学师生作题为“胸怀祖国 放眼世界 做坚强奋进的追梦人”的专题报告，线上线下约2000名深圳中学学子聆听了报告。深圳中学校长朱华伟教授等领导以及师生代表，南科大教务长方红卫以及相关教授代表、部门负责人参加活动。

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6月17日，美国量子人工智能研究所宣布启动量子计算领袖峰会。此特别活动将于美国东部时间6月28日上午10点在线举行，为期一天。

量子计算领袖峰会将邀请主席兼全球量子计算知识产权专家Maëva Ghonda开幕致辞，主讲人为IQM首席执行官Jan Goetz博士，由Classiq Technologies首席执行官Nir Minerbi做专题演讲，参加圆桌讨论的包括Jan Goetz博士、Nir Minerbi、Atom Computing首席执行官Rob Hays、SEEQC首席执行官John Levy、美国空军研究实验室副主任Michael J. Hayduk博士和欧盟委员会量子计算负责人Oscar Diez博士。

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6月23日，量子计算公司Silicon Quantum Computing（SQC）提前两年宣布推出世界上第一个在原子尺度上制造的集成电路。在创始人Michelle Simmons教授的带领下，SQC创建了一个集成的量子处理器，以准确模拟有机化合物聚乙炔分子的量子态，证明了该公司的量子系统建模技术的有效性。这一科学突破将使SQC帮助行业为一系列新产品构建量子模型，例如药品、电池材料和催化剂。

为了实现第一个量子集成电路，SQC创建非常小且尺寸均匀的原子点，以便它们的能级对齐并且电子可以轻松地穿过它们。既能够单独调谐每个点的能级，也可以集体调谐所有点的能级，以控制量子信息的通过。以亚纳米精度控制点之间的距离，从而使点足够接近，但对于电子跨链的量子相干输运保持独立。

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由德国联邦教育和研究部(BMBF)宣布了一项该研究项目——量子系统研究计划 (forschungsprogramm quantensysteme)，其任务是在未来十年将德国带入欧洲量子计算和量子传感器领域的领先地位，并提高德国在量子系统方面的竞争力。

一份56页的报告详细介绍了BMBF如何在未来十年内为光子学和量子技术的成功研究资助创建一个共同的保护伞。作为联邦政府内量子系统研究政策的领导者，BMBF打算从战略上和长期促进该领域的技术转让和生态系统的扩展。在未来十年带领德国在量子计算和量子传感器方面在欧洲网络中处于世界领先地位，并扩大德国在量子系统方面的竞争力。其目的还在于确保技术主权并利用量子系统提供的机会来实现现代和可持续的经济和社会。

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芝加哥大学的Polsky创业与创新中心宣布已选择了六个团队加入Compass，这是一项由芝加哥大学，阿贡国家实验室和费米国家加速器实验室的研究人员创建的深度技术加速器计划。

在入选团队中，SynthBits的技术基于其正在申请专利的有机金属光学可寻址自旋量子比特。本质上，该团队通过配体设计使用合成化学来设计过渡金属中心（例如铬）的电子结构，以产生与光信号耦合的自旋（磁化）。设计的分子大小约为1纳米，可以被功能化以附着在上述生物分子上。轻微的化学修饰会改变光学和磁性颜色，从而实现许多不同的检测通道。

作为实验室创新资助计划的一部分，来自费米实验室的团队成员还有sQope的项目负责人和创始人Silvia Zorzetti，探索实现高效率微波光学量子转换和量子态传输高保真度的方法。该技术基于超导射频腔与电光晶体的耦合。这些混合设备将用作量子互联网中的中继器，在单个低温恒温器之外传输状态和纠缠光子。在量子通信中，这将能够保护通信通道。

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美国国防部高级研究计划局近期资助了由美国佐治亚理工学院领导的量子计算项目的第二阶段，共920万美元的项目资金，供科学家们在量子计算系统上进行额外的实验，该系统被配置为可能将比以往更多的计算单元连接在一起。

研究团队开发了一种独特的配置，将大多数量子计算系统使用磁阱来隔离离子的过程进行了优化，使其更有效。通过Penning陷阱，使用磁场和电场的组合来限制执行量子操作的二维离子晶体，该团队使用稀土金属（如钕或钐钴）代替“庞大的、低温冷却的超导磁体”。该团队已经进行了18个月的测试和实验。在此期间，研究人员构建了一条长度为10个量子比特的离子链。向链中添加数千个量子系统，将可导致计算机计算出更准确的解决方案。

该研究团队使用橡树岭国家实验室的一台超级计算机来绘制最佳路径，以便在量子系统扩大规模时最大限度地减少噪音。这些研究成果能优化国防和其他政府业务中的各种后勤问题。

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6月17日，国际清算银行的创新中心宣布其各个中心的一系列新项目，更新其2022年工作计划。其中包括“后量子密码学：保护支付系统”。

国际清算银行指出，量子计算机可能破解中央银行和私人金融部门用于保护支付和结算系统的密码，从而威胁到保密性，并可能破坏支付系统的完整性。鉴于金融数据的长期敏感性，必须在量子计算出现之前解决这一漏洞。该项目将调查和测试能够承受量子计算机大幅提高的处理能力的潜在加密解决方案。目标是测试各种支付系统中的用例，并研究抗量子加密技术的引入将如何影响其性能。

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在由英国研究与创新署领导的英国政府量子技术挑战赛资助的一个项目中，量子计算公司Rigetti Computing推出了一个32量子比特的Aspen系列量子计算机，该系统是Rigetti在英国的第一台量子计算机，将通过Rigetti QCS™在云端提供给英国合作伙伴，使其可以通过云访问该系统。

该项目于2020年9月启动，资金为1000万英镑，其中包括Rigetti的英国合作伙伴牛津仪器、爱丁堡大学、Phasecraft和渣打银行。Rigetti和合作伙伴将使用该机器进一步研究量子算法和在机器学习、材料模拟和金融等领域的应用。

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6月20日，加拿大南安大略省联邦经济发展署(FedDev Ontario)事务部长Helena Jaczek宣布，企业现在可以申请安大略省南部的区域量子倡议(RQI)，FedDev Ontario将在未来六年内提供超过2300万加元（1.2亿元人民币），以支持符合条件的企业在国内和全球市场上推进和商业化其量子产品和解决方案。

这项投资是推进加拿大国家量子战略的重要步骤，将为涉及一系列活动的项目，提供高达500万加元的可偿还捐款，包括展示、商业化和扩大加拿大制造的量子技术、解决方案和公司。项目示例：面向市场增长的技术示范；将新技术商业化，推向市场；业务发展和能力建设；并采用量子技术。

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法国专业电子高科技公司泰雷兹和无线电通信产品开发商SYRLINKS与法国国防采购局(DGA)签署了一份多年期合同，以开发新一代超小型高性能原子钟。代号为CHRONOS的新型量子时钟将满足民用和军用应用的众多要求。由于其极高的稳定性（数万年误差小于1秒），国防电子设备将能够在全球导航卫星系统（GNSS）信号不可用时运行。

开发下一代原子钟将有助于维护法国在GNSS中拒绝定位、制导、导航和受电子反干扰保护的加密军事通信方面的技术主权。在民用应用（5G网络同步、传输、能源等）中，CHRONOS量子时钟将为法国和国际客户提供前所未有的性价比。

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在2021年和2022年举行的一系列量子技术联合研讨会的成功基础上，英国国家物理实验室(NPL)将于9月13日-14日在英国泰丁顿的NPL设施中举办第一届线下量子技术联合研讨会。本次会议将由NPL与英国量子中心、英国物理学会、IEEE英国和爱尔兰量子小组和光子学分会以及英国工程技术学会合作举办。

该活动将包括来自产业界和学术界的演讲者，将介绍和展示量子网络和计算、量子集成电路、量子计量和标准相关量子技术的最新进展。本次会议还将汇集来自新兴量子产业的国际科学家和工程师，讨论量子技术商业化的可行性和挑战范围。

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为了确保丹麦拥有合格的量子科技人才，丹麦哥本哈根大学（UCPH）将在不久之后与丹麦技术大学（DTU）合作开设丹麦首个量子科学课程，这是一个结合了物理学、数学、化学和计算机科学领域的硕士课程，为期两年。该课程将于2023年1月1日开始接受申请，预计将开放25个新生名额。

虽然量子项目位于UCPH，但部分教学将在DTU进行，该项目将利用UCPH和DTU已经强大的量子科学研究环境。将由数学科学系、尼尔斯玻尔研究所和计算机科学系进行合作教学。一部分学生将深入研究理论并开发算法和量子软件，而另一部分学生将仔细研究量子硬件以及公司如何应用这些技术。

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6月21日，亚马逊AWS宣布成立AWS量子网络中心（CQN），将为量子网络市场开发产品。虽然这个小组的具体产品尚未公布，但将研究广泛的量子网络和量子安全产品，其中包括硬件、软件以及各种抗量子加密产品。CQN将补充AWS量子计算中心和亚马逊量子解决方案实验室已经在进行的高级量子科学和工程工作。

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AWS量子云平台亚马逊Braket宣布支持Qiskit，这是IBM的一款量子软件开发工具包（SDK），推出Qiskit-Braket-Provider功能，在Qiskit上编写的程序可以在Braket的任何门机器上运行，包括Rigetti和Oxford Quantum Circuits的超导量子处理单元(QPU)、IonQ的离子阱QPU以及Braket的按需模拟器：SV1、TN1和DM1。

Qiskit-Braket-Provider主要由开源贡献者David Morcuende作为Qiskit Advocate Mentorship Program的一部分与亚马逊Braket团队合作开发。Qiskit作为一种量子编程语言，最初是为了支持IBM Quantum处理器而开发的，这种功能现在允许用户采用现有算法并在各种不同的机器上进行尝试，使用此功能只需向Qiskit程序添加几行代码。可在下方链接中，学习如何在Braket量子设备上运行Qiskit代码。

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是德科技开发了一种新型模块化量子控制系统，该系统使用称为直接数字合成的技术提供高水平的信号精度。是德科技新系统的一个关键规格是相位噪声，它们能够将相位噪声降到低于130dBm的极低水平。

该系统可配置多个模块，这些模块可以插入到18插槽机箱中，具有可以将多个模块或多个机箱同步以作为一个单元的功能。该系统还包括一个特定于量子的Python API软件包，该软件包提供静态系统配置、设备校准管理器、波形和数据可视化工具以及该公司声称易于使用的其他工具。

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近日，在arXiv上发表的一项研究中，由澳大利亚量子技术开发公司Q-CTRL和澳大利亚英联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的研究人员介绍了一个框架，用于评估使用量子算法可以最好地解决哪些运输优化问题。他们还建立了一个工作流来解决这些类型的问题，并指出了可能适用于当前商业量子计算系统的新工具。

运输的路线、调度、分配和排班，这些组合优化问题是经典计算机难以解决的，而量子计算机在理论上，能够更好地处理这些问题。研究团队将通过研究车辆路径问题作为一个可能用例，来测试量子算法能否比经典算法更好地处理该问题。他们使用Q-CTRL的Fire Opal软件来处理真实硬件上电路部署的每个元素。他们的方法在IBM的一台7量子比特量子计算机上获得正确路由结果时实现了97%的电路性能，与其他方法相比，错误减少了20倍以上。结果表明，即使是小规模的问题，适当的问题实施和执行可以使算法问题的成功率明显提高，而这种提高也会随着问题规模的增加而增加。

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近日，腾讯量子实验室与龙讯旷腾达成合作，后者自主研发的第一性原理计算软件PWmat正式入驻基于腾讯云的材料计算平台TEFS，成为TEFS软件生态合作伙伴中的一员。双方将基于各自的优势以及腾讯云计算的强大算力，共同探索大体系计算的应用场景。

基于TEFS，PWmat可随时随地接入十余种腾讯云GPU计算服务器，包括T4、V100和A100等机型，无需用户进行本地部署和计算软件运维，打开浏览器就能使用。对于PWmat，TEFS提供了Web和Shell两种操作界面，以满足不同用户的使用需求。PWmat入驻基于腾讯云的TEFS，大大降低了用户获取、使用PWmat资源的门槛。

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澳大利亚公司Archer Materials宣布已成功制造出纳米器件，可探测其量子比特材料中的量子行为，这对该公司的12CQ芯片技术至关重要，旨在将12CQ量子比特材料的量子行为转化为片上信息处理，并为移动集成提供潜在途径。上个月Archer的12CQ量子计算芯片技术获得了澳大利亚专利。

纳米器件的制造是使用最先进的光刻技术和专门的软件进行的，以获得与少数到单个量子比特兼容的特征尺寸。制造过程可大规模重复和再现，解决了复杂的纳米器件邻近效应以及微米和纳米尺寸特征的片上集成相关的挑战。

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6月22日，冷原子量子技术公司ColdQuanta宣布与位置跟踪技术公司LocatorX建立合作伙伴关系，以推动原子钟的发展。通过将ColdQuanta的世界级团队和技术与LocatorX价格实惠、外形小巧、低功耗的原子钟相结合，双方的战略合作伙伴关系将使两家公司能够共同解决更广泛的原子钟应用。

根据协议，ColdQuanta的技术人才将协助LocatorX完成LocatorX从牛津大学获得许可的固态微型原子钟(SMAC)开发的最后阶段。与ColdQuanta的时钟技术联网后，LocatorX的紧凑型SMAC市场将进一步扩大。该器件将提供一个高价值的解决方案，以解决时钟漂移、抗干扰、无线电静默管理、信号采集速度和缩短代码有效间隔等常见挑战。

根据协议，ColdQuanta将为美国政府提供独特的全球创新组合，该组合将牛津SMAC的新概念与ColdQuanta团队的知识库相结合。当与ColdQuanta的先进时钟产品组合相结合时，LocatorX设备将解锁各种高价值应用。

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6月23日，量子计算公司IonQ宣布了与合作伙伴GE Research合作探索将量子计算用于风险管理中多变量分布建模的早期成果。利用基于量子电路生成机器的标准化历史指数框架，能够有效地训练量子电路以学习三个和四个股票指数之间的相关性。

IonQ和GE Research携手合作，在包括IonQ的Aria量子处理器和经典计算机的混合计算中，使用这种技术使用多达四个指数变量对股票价格进行建模。他们的结果取得了与经典copula建模相当的结果，在某些情况下优于经典建模方法的预测。与经典方法相比，量子方法应该更容易扩展以支持更多变量。证实了量子copula有可能在商业应用中带来更智能的数据驱动分析和决策。

这种更快、更准确地执行多变量分析的有前景的方法，预计未来会有更大的量子优势。这种风险建模技术不仅可用于金融领域，其他可能使用的领域包括产品设计、工厂运营、供应链管理等。

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6月23日，金融量子计算公司Multiverse Computing宣布，被评为2022年Gartner®量子计算领域的优秀供应商。Multiverse的Singularity是面向金融业的旗舰产品，通过简单直观的微软Excel前端为投资组合优化和其他金融应用提供量子解决方案。Singularity旨在使金融专业人士能够获得量子计算的力量代替以前的专业技术或知识。

Gartner在其报告中指出：量子系统技术的创新继续加速，在设计、控制和扩展量子系统方面取得了重大改进，有望提高可用量子比特的弹性和可扩展性。量子软件技术和服务的进步使量子解决方案探索与金融服务行业的整合成为可能。

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6月15日，中性原子量子计算公司Pasqal宣布被Gartner®评为2022年量子计算领域的优秀厂商。6月23日又荣获2022年The Globee颠覆者公司奖。

Pasqal的量子计算技术使用“光镊”控制中性原子，使用激光来设计具有高可扩展性、前所未有的连接性和长相干时间的全栈处理器。Pasqal的处理器已经达到100个量子比特，该公司计划到2023年向市场推出1000个量子比特的量子处理器，与公布的最先进量子平台的路线图保持同步。与软件无关的量子处理器可以在室温下以较低的能量运行，使公司能够比经典计算机更有效地解决复杂问题。 

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6月21日，后量子安全公司QuSecure宣布，全球首屈一指的商业奖励计划和商业排行榜的组织者The Globee® Awards已将QuSecure评为2022年年度颠覆者公司奖计划的获胜者。QuSecure因其为其量子编排平台QuProtect™提供支持的量子即服务(QaaS)软件而荣获网络安全软件奖项类别。

这些享有盛誉的全球奖项旨在表彰正在改变各地消费者体验的颠覆性公司和创新解决方案，来自世界各地代表广泛行业专家的评委参与了评审过程。

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6月22日，玻色量子与西南交通大学机械工程学院成功举办了线上云签约仪式。西南交通大学机械工程学院郭鹏副教授和玻色量子创始人&COO马寅线上共同签署了联合研究合作协议。

此次合作，双方将主要在“量子计算在智慧物流机器人系统中的应用” 展开联合研究。西南交通大学机械工程学院在智能调度、物流建模与优化方面具有大量丰富的研究成果，玻色量子将通过自研的相干量子计算设备和云计算平台，对以上智慧物流领域多场景应用进行建模，不断优化智能调度路线与时间，充分发挥量子计算优越性，与西南交通大学机械工程学院共同推进量子计算的应用落地。

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戴尔科技公司首席技术官John Roese在最近接受ZDNet采访时表示，现在迫切需要建立量子计算方面的技能，最近的进展突显了需要确保有准备好利用和支持未来部署量子计算的技能组合。由于编程语言和构建逻辑不同，该领域需要一套不同的技能。软件框架和工具链也是新的，因此包括数据科学家在内的技术人员必须适应并建立新的量子计算技能。

戴尔估计，全球政府已承诺投入超过240亿美元的研发投资，以建立围绕量子技术的能力。中国、新加坡和印度等亚洲国家已经开始努力建立量子计算能力，并确保加密技术保持稳健并能够抵御“蛮力”攻击。还需要支持加密“敏捷性”的工具，这将允许组织决定应该将哪种数据包含在后量子加密中。

Roese还表示戴尔作为技术供应商并不打算生产量子计算机。相反，它旨在提供工具和功能来组装使此类系统可行所需的东西。戴尔正在与包括IBM在内的主要量子参与者合作，以确定构建和引入传统计算机架构的最佳方式，因此这些架构可以通过量子高效运行在核心。戴尔所做的部分工作包括一个混合仿真平台，该平台可以让开发人员在经典计算基础设施上运行量子应用程序。

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根据IQT Research的一份新报告，到2027年，全球量子网络市场将接近15亿美元，到2031年将超过80亿美元。这一收入增长将通过在许多地区使用量子密钥分发(QKD)来推动，随后由于使用量子中继器和量子传感器网络的网络的兴起。

未来量子中继器将成为全球量子互联网的关键推动者，到2027年，将花费超过1.8亿美元来建立具有某种程度中继器技术的网络。该报告还考虑了经典的量子传感器网络和未来的端到端量子传感器网络，到2027年，将投资近1.9亿美元用于构建量子传感器网络。目前，量子传感器网络还不存在于实验室环境之外。

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6月22日，基于量子安全原理研发的量子加密数据智能分析探测系统和量子安全机器人自动化平台在安徽省合肥市对外发布。本次发布的两款量子安全应用由安徽华典大数据科技有限公司和启明星辰信息技术集团股份有限公司合作共建的量子创新安全实验室研发，两款应用基于传统安全体系，通过内嵌量子安全引擎，实现传统安全与量子安全深度融合的应用产品。

量子加密数据智能分析探测系统可以为量子加密通信中的网络流量、故障排查提供底层数据解析能力，可降低量子通信相关应用的开发难度，提高开发效率，为量子加密通信的大规模推广和应用提供核心技术底座。

量子安全机器人自动化平台是融合了量子安全存储技术的一款自动化网络安全平台，可与移动通讯、物联网、语音技术、生物特征识别等技术融合实现跨领域全场景应用。该平台可对用户敏感数据进行量子安全存储，保障平台在各种复杂部署环境下的内部数据安全，构建网络安全防范的完整闭环。

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近日，QTKT在Nexxico.com交易所首次代币发行(ICO)。QTKT应用了量子力学原理以一种方式加密消息，使预期接收者之外的任何人都无法读取，它还利用了量子的多重状态，再加上其“不变理论”，这意味着它不会在不知不觉中被打断。QTKT提供了比非对称加密更高级别的安全性，它应用了量子密钥分发，它是一种使用亚原子粒子的一些非常特殊的行为发送加密密钥的方法，至少在理论上，这些行为是完全不可破解的。

Nexxico.com于2022年首次推出，作为新兴交易所，Nexxico.com在项目获准进入平台之前对其进行严格审查，以确保只有最优质的项目才能进入。

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麻省理工学院（MIT）的研究人员开发了一种方法，使此类传感器能够检测任意频率，而不会丧失测量纳米级特征的能力。该研究成果发表在《物理评论X》上。第一作者兼通讯作者是MIT中国博士生王国庆。

该团队设计了一个新系统——量子混频器，使用一束微波将第二个频率注入探测器。可以使探测器能够完全定位在任何所需的频率上，而不会损失传感器的纳米级空间分辨率。在其实验中，该团队使用了一个基于金刚石中氮-空位色心阵列的特定装置，这是一种广泛使用的量子传感系统，并成功地展示了使用频率为2.2GHz的量子比特探测器对频率为150MHz的信号的检测。接下来，他们通过推导基于Floquet理论的理论框架对该过程进行了详细分析，并在一系列实验中测试了该理论的数值预测。

该团队正在探索寻找方法来扩展系统以能够同时探测一系列频率的可能性，而不是当前系统的单一频率目标。他们还将继续在林肯实验室使用更强大的量子传感设备来定义系统的功能。

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中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华研究组在自旋量子精密测量领域取得重要进展，首次提出和验证了Floquet自旋量子放大技术，该技术克服了以往只在单个频率处量子放大的局限性，实现了多频段极弱磁场信号的量子放大，灵敏度达到了飞特斯拉水平。该研究论文发表在《物理评论快报》上。

得益于该组之前提出的“自旋放大技术”和“Floquet调制技术”，将二者有机结合，从而将量子放大技术推广到Floquet自旋系统：利用Floquet调制技术调控自旋的能级与量子态，将固有的二能级系统（如129Xe核自旋）修饰为周期性驱动Floquet系统，从而具有很多独特的性质，使得系统形成了一系列等能量间距分布的Floquet能级结构，在这些能级之间可以发生共振跃迁（如上图），因此有效拓广了磁场放大的频率范围。通过理论计算和实验研究，首次展示了Floquet系统可以实现多个频率待测磁场2个数量级的同时量子放大，测量灵敏度达到了飞特斯拉级级别。该工作首次将量子放大技术扩展到Floquet自旋系统，有望进一步推广到其他量子放大器，实现全新的一类量子放大器——“Floquet量子放大器”。

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最近，瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL) Tobias J. Kippenberg教授团队展示了一种基于光子集成电路的掺铒波导放大器，其输出功率达到145 mW，小信号增益超过30 dB，这相当于在连续运行的电信频段中可将信号放大超过1000倍，与商用光纤放大器性能相当，超过了最先进的III-V族异质集成半导体放大器。此前，掺铒波导放大器只能实现小于1 mW的输出功率，这对于许多实际应用来说是不够的。

6月16日，相关成果以《基于光子集成电路的掺铒放大器》为题发表在《科学》杂志[1]。论文作者包括多位中国人，其中，该团队的博士后刘阳博士、博士生邱哲儒、博士生纪歆茹是论文主要作者；两位EPFL前同事也参与了该工作，南京航空航天大学何吉骏博士、深圳国际量子研究院刘骏秋博士。

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芬兰阿尔托大学Lauri Parkkonen教授的团队一直在开发量子光学传感器，用于通过一种被称为脑磁图（MEG）的技术测量大脑的磁场。该团队计划描述猫和狗大脑可以追踪的感觉刺激中时间结构的复杂性。他们在人类身上进行的类似实验发现，只有当人们注意到刺激并意识到这些偏差时，大脑才会对复杂结构中的偏差产生特定的反应。一旦这项技术完善，Parkkonen和他的团队计划用它对人类婴儿进行类似的测量。

该项目预计将于今年秋天开始，并持续到2026年。研究人员希望，他们的发现将为了解猫和狗的认知提供一个前所未有的窗口，这也可能有助于弥合我们对人类大脑和其他哺乳动物大脑的理解之间的差距。

在他们的初步实验中，Parkkonen在猫听声音时将一个量子光学MEG传感器放在猫的头上。计划在未来的实验中，传感器将用项圈轻轻地连接到动物的头部，这样当猫或狗转头时，它们相对于大脑的位置就不会改变。研究团队正在开发的新方法将允许以与健康人类相同的方式非侵入性地测量大脑活动。

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丹麦技术大学（DTU）的研究人员通过解决负载潮流问题成为了世界上第一个使用量子计算机执行电网计算的团队，这一问题与电流在网状电网中的分布方式有关。负载潮流问题构成了电网中大量高级计算的基础，而目前的超级计算机还无法完成这些计算。研究人员现将研究量子计算机如何对基于100%可再生能源的电网的稳定性进行实时分析。

研究人员设置了一个小型测试用例，在四台不同的量子计算机上运行，以确保结果有效，该团队使用了具有五个量子比特的相对较小的量子计算机，IBM在线向他们提供了这些计算机，在量子计算机上进行计算之前，还需要建立新的算法。其结果表明，量子计算机作为专门的工具，未来将更好地用于在电力系统中进行的部分计算和建模。

在未来几年，研究人员将研究量子计算机可以准确用于哪些计算。这需要电力系统量子计算背后的研究人员进行开发工作，以及对量子计算机的技术改进。基于IBM和DTU在该项目上的良好合作，接下来的计算可能会与IBM及其最新版本的量子计算机进行更密切的合作。

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https://www.quantumchina.com/newsinfo/2992207.html?templateId=520429

近日，北京量子信息科学研究院/中科院物理所量子计算云平台团队，完成了10超导量子比特格点规范理论量子模拟研究工作。该研究成果发表在《物理评论研究》上。

研究团队在一个集成有10个超导量子比特的器件中，通过精确调控每个量子比特的横场和纵场，实现了一个特殊的相互作用量子多体系统，其有效哈密顿量由一个Z2格点规范不变项和若干规范破缺项组成，但是通过动力学演化实验结果显示：尽管总的有效模型中没有规范不变性，系统在低能区域依旧会演生出规范不变结构，且该规范结构可以导致物质场的禁闭现象，实验通过10超导量子比特在哈密顿量的动力学演化行为，成功观测到规范不变生成元所对应的局域态的形成，并对其进行了详细的标定，为模拟其它格点规范理论开拓了道路。

量子计算云平台使人们可以通过互联网方便的使用量子计算资源，以上成果展示了超导量子计算可以被用来研究广泛的物理现象，也反映了基于此实验系统的量子计算云平台实现不同计算和模拟任务的能力。

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德国帕德博恩大学、澳大利亚国立大学和新加坡科技与设计大学的研究团队开发了一种操纵光线的新技术，可作为未来光量子计算机的基础。该成果现已发表在《⾃然·光⼦学》上。

研究团队将非互易光传播与激光的频率转换相结合，改变频率从而也改变光的颜色。研究人员在特殊设计的结构中使用频率转换，尺寸在几百纳米范围内，将人眼不可见的红外光转换为可见光。这种转换过程只在纳米结构表面的一个照明方向发生，而在相反的照明方向则完全被抑制。这种频率转换特性的二元性被用来将图像编码成一个透明的表面。

在他们的第一个实验中，可见光范围内的频率转换光的强度仍然非常小。因此，研究团队的下一步是进一步提高效率，从而减少频率转换所需的红外光。在未来的光集成电路中，频率转换的方向控制可用于直接用不同的光切换光，或直接在小芯片上产生特定的光子条件用于量子光学计算。

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阿姆斯特丹大学的物理学家团队表明，已成功地解决了创造连续玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）的难题。该研究成果发表在《自然》杂志上。该研究团队让原子在它们通过连续的冷却步骤时移动。最后，超冷原子到达了实验的核心，在那里它们可以用来在BEC中形成相干物质波。在使用这些原子的同时，新的原子已经在补充BEC的路上。

研究人员通过创造无限期持续的锶原子的连续波(CW)凝聚态来展示连续BEC。相干物质波通过热浴中原子的玻色激发增益放大来维持。通过稳定地补充这个浴液，同时实现比以前的作品高1000倍的相空间密度，该实验是具有全反射腔镜的CW光学激光器的物质波模拟。这种原理验证演示提供了一种新的、迄今为止缺失的原子光学器件，从而能够构建连续的相干物质波器件。

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由英国埃克塞特大学和英国谢菲尔德大学等多所大学组成的研究团队表明，可以通过诱导和测量非线性相移到单个极化子水平来实现对光的控制。该研究论文发表在《自然·光子学》上。

研究团队观察到，微柱中极化子之间的相互作用导致不同极化模式之间的交叉相位调制。即使在单个极化子存在的情况下，相的变化也是显着的，并且可以在具有更强光限制的结构中进一步增加。这为可用于量子传感和计算的量子极化子效应带来了机会。

观察到的单极化子相移可以进一步增加，并且通过级联微柱提供了通向极化子量子门的途径。具有弱光束的量子效应反过来可以帮助检测化学物质、气体泄漏，并以大大提高的速度执行计算。该研究表明，极化子可以在极小占用下维持非线性和相干性。这引发了对可以进一步增强量子效应并作为量子设备运行的极化子系统的搜索。

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南京工业职业技术大学的研究人员提出了一种基于量子纠缠的时钟同步方法，简单可靠，效率更高。基于量子纠缠方案的时钟同步方法可以大大提高测量的准确度和精度。由于双向延迟的不对称性，基于量子纠缠的方法避免了传统方法带来的同步误差。

测量量子态的概率随传播延迟以余弦或正弦方式振荡。最终的实验和模拟结果与理论结果基本一致。基于量子纠缠的时钟同步方法将有助于基于纠缠的安全量子密码学和量子通信的研究。

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加州大学伯克利分校的科学家Ryan Day研究超导体如何与阻止电子流动的绝缘材料共存，结合这两种对立状态的材料，被称为拓扑超导体。Day使用QMSC光线在比绝对零高约20度的温度下进行实验，以解决现有对具有拓扑状态的超导体的研究中相互矛盾的结果。

通过实验，他观察到拓扑态被嵌入到大量的其他电子态中，这些电子态抑制了他所研究的超导材料砷化铁锂表现出拓扑超导性。基于实验测量，他提出可以通过简单地拉伸材料来规避这个问题。

该研究成果发表在《物理评论B》上，表明砷化铁锂确实支持其表面的拓扑状态，这是可能将该材料用于量子计算的关键，也能助力量子计算机的实现。

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近日，来自中国科学技术大学物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心，国际功能材料量子设计中心(ICQD),合肥国家实验室的赵瑾教授研究团队与王兵、谭世倞教授、以及北京大学李新征教授合作，发现固体-分子界面的超快电荷转移与质子的量子动力学有很强的耦合，揭示了电荷转移过程中核量子效应的重要作用。该研究结果发表在《科学进展》上。

研究团队将第一性原理计算领域内两种前沿的计算方法-“非绝热分子动力学(NAMD)”与“路径积分分子动力学(PIMD)”相结合，解决了这一难题。他们使用NAMD处理电子动力学部分，并用基于路径积分理论的Ring-polymer分子动力学(RPMD)方法处理核量子效应。用这种方案，他们研究了CH3OH/TiO2界面的空穴转移动力学过程，发现当吸附在TiO2表面的CH3OH形成氢键网络，质子会在网络中频繁转移，这些质子的运动具有明显的量子化行为，而吸附的CH3OH分子对激发态空穴的捕获能力由于质子的量子化运动而显著提升，从而提升光化学反应的效率。这一结论在谭世京、王兵教授的STM实验中找到了证据。本工作一方面揭示了分子-固体界面超快电荷转移过程中氢键网络的形成与核量子效应的重要作用，另一方面也为利用第一性原理计算研究核量子动力学与电子动力学的耦合提供了新的工具。

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由来自澳大利亚阿德莱德大学、意大利米兰理工大学和英国谢菲尔德大学等多所大学组成的研究团队在《科学进展》杂志上发表了一篇关于感光染料分子（Lumogen-F Orange）的论文，Lumogen-F Orange可以作为存储单元。研究人员将这些单元以不同大小的组限制在一个光学微腔中，并测量了光子能够激发各个组的速度。每个染料分子都有自己的跃迁幅度，研究团队在量子演示中发现，当染料分子的跃迁幅度被允许相互干扰时，干扰使整个电池的充电速度比经典的并行设置更快。且他们发现充电速度是“超快的”，这意味着它会随着越来越多的染料分子被添加到电池中而增加。

研究团队通过实验实现了量子电池的范式模型，该模型由封闭分子染料的微腔构成。超快光谱使我们能够以飞秒分辨率观察充电动态，以证明超大充电率和存储容量，这与其理论模型一致。研究人员发现退相干在稳定能量存储方面起着重要作用。能量的保留需要精细调整的退相干过程，使电池能够快速充电，但放电速度要慢得多。这种存储能量的稳定是利用超大充电的关键步骤。研究工作为利用光物质耦合中的集体效应用于纳米级能量捕获、存储和传输技术开辟了未来的机会。

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上海复旦大学的李晔飞和刘智攀提出了一种基于机器学习计算的界面结构预测方法（ML-interface），解决了不同晶体间界面结构预测的难题。该方法基于唯象理论、图论、全局势能面搜索和机器学习势函数等理论计算方法，仅需不同材料体相晶胞的晶体结构作为输入参数，即能可靠预测任意可能界面的原子结构。李晔飞和刘智攀从数千个候选结构对象中解析出了所有稳定Si/SiO2界面结构。

研究人员使用机器学习生成了近2500个可能的结构，并评估了它们在场效应晶体管（FET）中的适用性，他们发现只有40种配置每纳米重复一次，这是他们的通道目标长度。其中，只有10个结构在能量上是稳定的。当考虑抑制隧穿效应的能力时，只剩下两个候选结构。他们的研究可以使设备进一步小型化，这受到隧穿效应的负面影响。且这个方法可以用于其他材料，因此还可以帮助改善由氮化镓和碳化硅等其他半导体制成的晶体管的设计。

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