



芝加哥大学普利兹克分子工程学院和芝加哥量子交易所(CQE)的科学家,近日宣布,他们首次用一个量子网络连接了芝加哥市和郊区的实验室--几乎是美国最长量子网络长度的两倍,芝加哥网络将很快向学术界和工业界开放,它将成为美国首批公开的量子安全技术测试平台之一。
该网络目前正在使用东芝提供的技术,积极运行量子安全协议,通过光纤在芝加哥和西部郊区之间以每秒超过80000量子比特的速度分发量子密钥,东芝对该项目的参与使芝加哥网络成为学术界、政府和工业界之间独特的合作。
研究人员将使用芝加哥网络来测试新的通信设备、安全协议和算法,这些设备最终将连接美国和世界各地的远程量子计算机,这项工作代表了迈向国家量子互联网的下一步,这将对通信、计算和国家安全产生深远影响。
相关链接
[1].https://www.hpcwire.com/off-the-wire/chicago-expands-and-activates-quantum-network/
[2].https://www.popsci.com/technology/chicago-quantum-network/

为了确保社会拥有合格的量子科学人才,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,开设丹麦第一个量子信息科学研究项目,该计划将培养未来量子专家传播新技术的使用和知识。
新的量子项目是一个为期两年的理学硕士课程,它是跨学科的,结合了物理、数学、化学和计算机科学领域。一些人将深入研究理论并开发算法和量子软件,而另一些人将仔细研究量子硬件以及公司如何应用这些技术,最终,为能够在多个方面推动量子技术发展的毕业生做好准备。
https://news.ku.dk/all_news/2022/06/denmarks-first-quantum-information-science-programme-to-open-soon/?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news
03 国科量子建设运营量子保密通信国家骨干网络湖北段

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。
2017年,中国建成全球首条长达2000余公里的量子保密通信线路“京沪干线”。服务国家战略需求,加快推动量子通信实用化产业化发展,中国科学院控股有限公司和中国科学技术大学联合成立了国科量子通信网络有限公司。
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。
[1].http://www.cnr.cn/hubei/yw/20220624/t20220624_525880024.shtml
[2].https://www.sohu.com/a/560276207_121218613
04 顶尖科学家领衔,重大项目成果闪耀——汇聚创新要素打好数字技术攻坚战
立足新发展阶段,江苏科技部门将聚焦科技强省、制造强省和网络强省建设,大力实施数字经济科技攻关专项行动,努力在攻克关键核心技术、培育战略科技力量、打造科技创新主力军上作出先行示范,为推动数字经济高质量发展做出更多贡献。
在国家“十三五”科技创新成就展中,南京大学项目成果“功能集成量子芯片”在展会上惊艳亮相。“我们开发了重量仅468克的集成化量子光源,并首次提出、实现用无人机构建‘移动量子通信网络’。”南大祝世宁院士团队研究员谢臻达教授对这一成果的应用满怀憧憬,他相信在不久的将来,这一成果将应用于高维度的量子通信、量子计算、量子存储等领域,业内认为,“该研究为将来实现大规模量子芯片及其在量子信息技术的普及提供重要基础。”
https://baijiahao.baidu.com/sid=1736201828744714161&wfr=spider&for=pc
05 “深中创新实验室+1”——薛其坤院士量子创新实验室揭牌

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。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。
https://mp.weixin.qq.com/s/1i9mVPVQi5Da9xZ0wU1UZA
01 IonQ 和 GE Research 展示了量子计算在风险管理方面的巨大潜力

量子计算行业的领导者IonQ宣布了与美国GE Research合作的早期成果,探索量子计算在风险管理中的多变量分布建模的优势。
通过混合量子计算使用历史数据索引上的真实数据训练量子电路,以便预测未来的走势,其中问题的一些组件由量子计算机处理,而其他组件则由经典计算机处理,通过使用 copula 来完成,这是用于建模联合概率分布的数学工具,将这些结果与经典的copula建模方法进行了比较,发现在某些情况下,量子预测优于经典建模方法,证实了量子连接可能导致跨商业应用的更智能的数据驱动分析和决策。
IonQ首席执行官兼总裁Peter Chapman表示:“IonQ与GE Research一起,正在推动目前可能实现的量子计算的界限,虽然传统技术在必须对多个变量进行高精度建模时,面临效率低下的问题,但我们的共同努力已经确定了一种新的训练策略,可以在系统规模下优化量子计算结果。在行业领先的IonQ Aria系统中进行了测试,我们很高兴能够将这些新方法应用到曾经被认为过于复杂而无法解决的现实场景中。”
[1].https://ionq.com/news/june-23-2022-ionq-ge-research-risk-aggregation
[2].https://ionq.com/posts/june-23-2022-ge-research-risk-aggregations

亚马逊的子公司AWS宣布成立AWS量子网络中心 (CQN)。AWS量子网络中心的目的是加速量子网络技术和应用的发展,其长期目标是实现底层技术,使量子信息能够在全球任何地方传播,AWS量子网络中心将补充AWS量子计算中心、亚马逊量子解决方案实验室和Amazon Braket已经开展的先进量子科学和工程工作,将专注于解决量子行业面临的一些长期挑战。
该公司表示,在过去十年里,政府和科技公司在量子计算机的研发上投入了大量资金,这些计算机有可能给科学和技术带来革命,虽然前面的路还很长,但这些投资已经改变了量子计算机,从只有少数研究机构可以使用的精密实验室系统,发展到越来越可靠和强大的商业机器,通过亚马逊Braket等云服务,供全球的研究人员、开发人员甚至量子爱好者使用。
虽然量子计算仍然是学术界和工业界研究人员的一个主要投资和发展领域,但它只是更广泛的量子技术的一个组成部分,为了释放量子设备的全部潜力,它们需要被连接到一个量子网络中,就像今天的设备通过互联网连接的方式一样,尽管没有像量子计算机那样受到同等程度的关注,但量子网络功能更强大也更有趣,其中之一是实现由量子密钥分发保护的全球通信,具有传统加密技术无法达到的隐私和安全级别。量子网络还将通过连接和放大单个量子处理器的能力,提供强大和安全的云量子服务器。
[1].https://thequantuminsider.com/2022/06/21/aws-opens-center-for-quantum-networking/
[2].https://www.hpcwire.com/off-the-wire/aws-announces-the-aws-center-for-quantum-networking/
03 Rigetti Computing 在英国推出量子计算机,扩大全球影响力

全栈量子计算公司 Rigetti Computing, Inc.的全资子公司 Rigetti UK Limited ,宣布在英国推出其32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™向其英国合作伙伴提供云服务。
该系统的交付实现了一个关键目标,即加速量子计算在英国的商业化,Rigetti与牛津仪器公司、爱丁堡大学、Phasecraft和渣打银行一起参与了这项计划,并将共同继续推进机器学习、材料模拟和金融方面的实际应用。
Rigetti Computing的创始人兼CEO Chad Rigetti说:"我们相信,部署我们的第一台英国量子计算机是朝着将QPU整合到云结构的愿景,迈出重要的一步,通过使云访问我们的QPU,相信我们的英国合作伙伴和终端用户将更接近于释放量子计算的潜力,以解决他们最紧迫的问题,并推进英国充满活力的量子生态系统。"
该联盟得到了英国政府的量子技术挑战赛的资金支持,由英国科研创新办公室(UK Research & Innovation)牵头。
https://www.globenewswire.com/news-release/2022/06/21/2466148/0/en/Rigetti-Computing-Expands-Global-Presence-with-UK-Quantum-Computer-Launch.html

科学家表示,他们已经证明了机器学习中的量子优势,这项技术的实际应用可能已经不远了,谷歌的人工智能研究人员声称,他们已经在机器学习领域取得了量子优势,这意味着量子计算机可以执行传统机器无法完成的任务。
研究人员说,这一里程碑是在谷歌的量子计算机Sycamore上实现的,该计算机通过分析量子传感器输出的量子学习算法完成了一系列学习任务。
进行这项实验的研究人员表示:“与之前的量子优势演示不同,经典计算能力的任何进步都无法克服这一差距, 这是第一次证明,在学习量子系统方面具有可证明的指数优势,即使在当今嘈杂的硬件上,它也是稳健的。传统的机器学习系统无法直接访问并从量子信息中学习,而量子学习代理可以访问并直接与量子数据交互,提供了其他任何方式都无法实现的分析水平。”
在分析来自量子传感器的数据时,即使是当代的噪声量子计算机也比传统机器有了巨大的改进。这些传感器已经广泛用于高精度测量,利用粒子之间的相关性来提取系统的更多信息。它们可以用于环境测绘和测量诸如磁场之类的东西。
https://techmonitor.ai/technology/emerging-technology/google-quantum-advantage-machine-learning
05 腾讯量子实验室与龙讯旷腾达成合作,共同探索大体系计算应用场景

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。TEFS GPU计算资源丰富,无需排队,计费模式可灵活选择。单台GPU 服务器最多可达8张计算卡,计算性能强劲,拥有近TB级别的内存,可满足多种计算场景。针对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。Web操作界面的可视化模块可快速展示材料体系的晶体结构、态密度和能带结构等基本物理性质,减少用户学习、处理数据的时间,提高学习或科研效率。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。
https://mp.weixin.qq.com/s/UwJzflC8PLQ7QfhxLYtINw
01 Q-CTRL 研究可能为交通行业的量子优势铺平道路

一组研究人员表示,量子计算机可能很快就会在解决运输业的某些问题中占据主导地位,这些问题对于传统计算机来说太复杂了。
来自Q-CTRL和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,用于评估哪些运输优化问题可以用量子算法得到最佳解决,他们还建立了一个工作流程来得出这些类型问题的解决方案,并指出了可能适用于当前商业量子计算系统的新工具。
在他们的评估中,最适合量子计算的问题应该是那些对传统计算机来说过于复杂、显示出实际影响、与量子算法相容并证明资源效率的问题。
根据研究人员的说法,交通有几个优化问题,包括路线、调度、分配和排队,都符合这一要求,这些组合优化问题对于传统计算机来说很难解决,另一方面,量子计算机--理论上--能够更好地处理这些问题。
https://thequantuminsider.com/2022/06/23/q-ctrl-study-might-pave-the-road-toward-quantum-advantage-in-transportation-industry/
02 研究人员测量随温度变化的光伏外部量子效率,改变太阳能电池的未来

英国斯旺西大学的研究人员已经证明,在有机太阳能电池中实现接近统一的电荷产生量子产量是可能的。这些发现为设计和建造高性能太阳能电池提供了一条途径,这有助于确保我们未来使用可再生能源来实现可持续发展目标。
这项研究由斯旺西的Li Wei博士和Ardalan Armin博士领导,专注于先进的表征方法,以及它们如何帮助我们理解光伏材料和设备物理,并帮助达成更好、更实用的工程解决方案,为了实现这一点,该团队进行了一系列与温度相关的测量,包括与温度相关的光伏外部量子效率(EQE),以及与温度相关的吸光度,以研究热力学和动力学过程。
结果表明,可以快速测量太阳能电池在不同温度下的EQE,首次允许研究人员研究其动力学过程准确,该研究还揭示了新型非富勒烯太阳能电池中电荷产生、复合和器件效率之间的关系,进一步提高了我们对光伏过程的理解。
https://www.news-medical.net/news/20220623/Researchers-measure-temperature-dependent-photovoltaic-external-quantum-efficiency-to-transform-the-future-of-solar-cells.aspx
03 ColdQuanta 和LocatorX 合作打造下一代原子钟

量子生态系统ColdQuanta宣布与具有突破性的位置跟踪公司LocatorX合作,以推动原子钟的发展,这一战略伙伴关系将使双方能够通过结合ColdQuanta的世界级团队和技术,以及LocatorX的廉价、小尺寸、低功率原子钟,共同解决更广泛的原子钟应用。
根据协议,ColdQuanta的技术人才将帮助LocatorX完成从牛津大学获得的固态微型原子钟(SMAC)开发的最后阶段。当LocatorX的紧凑型SMAC与ColdQuanta的时钟技术联网后,市场将进一步扩大。该设备将提供一个高价值的解决方案,以解决常见的挑战,如时钟漂移、抗干扰、无线电静默管理、信号采集速度和代码有效性间隔的减少。
https://www.prnewswire.com/news-releases/coldquanta-and-locatorx-partner-to-build-next-generation-of-atomic-clocks-301572649.html

2022年6月22日,由安徽启明星辰网络安全技术有限公司与安徽华典大数据科技有限公司共建的“量子安全创新实验室”揭牌仪式在中安创谷科技园全球路演中心举行,现场发布了由该实验室研发的两款量子安全黑科技产品。
本次发布的量子安全机器人自动化平台(QRPA)和量子加密数据智能分析探测系统(QEPD),均是基于传统安全体系、内嵌量子引擎,实现传统安全与量子安全深度融合的黑科技产品。
QRPA是将启明星辰的超级自动化技术与华典大数据的量子安全存储技术相融合的一款自动化安全系统,通过集成封装的可视化拖拽编排和能力包实现跨平台、跨系统的自动化协同,同时又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。
QEPD是一套利用现有量子加密通信原理和量子密钥分发网络特征反向推理构建出的一套旨在定位和标记在传统物理网络架构中传输的具有量子加密特征的相关数据包的智能底层平台。QEPD可以为量子加密通信网络流量分析,故障排查以及网络监管部门监督提供底层的数据解析能力,为量子加密通信的大规模推广和应用提供必要的核心技术底座,是传统网络安全底层分析技术在量子安全领域的全新扩展应用,为量子安全产业发展提供了必不可少的技术基础设施。
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_18740166
05 玻色量子与西南交通大学在智慧物流领域展开联合研究

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。
玻色量子是国内稀缺的专注于光量子计算的高科技公司,一直以来致力于在可扩展、可编程的光量子计算平台方向进行科技研发和产业落地。玻色量子未来将强化与量子科技产业链的上下游企业的联合研发,将光量子计算与AI、金融、生物医药、交通等各类应用相结合,解决未来时代的算力需求,推动成熟产品全面落地应用。
https://mp.weixin.qq.com/s/Pbz3w9KnL2jAOL66Y8SYzA

澳大利亚科学家日前创造了世界上第一个量子计算机电路,它包含了经典计算机芯片中所有的基本组件,但处于量子规模。近日发表在《自然》期刊上的这一里程碑式的发现,是经过九年时间的酝酿。
资深作家、量子物理学家Michelle Simmons是硅量子计算公司的创始人,同时也是新南威尔士大学量子计算和通信技术卓越中心的主任,她和她的团队不仅创造了一个功能量子处理器,他们还成功地通过模拟一个小分子来测试它,其中每个原子都有多个量子态——这是传统计算机难以实现的。
这表明离最终使用量子处理能力来了解我们周围的世界更近了一步,即使是在最微小的规模,在最新的发明之前,该团队在2012年创造了第一个量子晶体管。
为了实现量子计算的这一飞跃,研究人员使用了超高真空中的扫描隧道显微镜,以亚纳米的精度放置量子点,每个量子点的位置必须恰到好处,这样电路才能模拟电子在聚乙炔分子中单键和双键碳链上跳跃的方式。
https://www.sciencealert.com/a-huge-step-forward-in-quantum-computing-was-just-announced-the-first-ever-quantum-circuit
02 连接两个独立的量子节点,用于未来的城域量子网络

QuTech的研究人员通过实现量子设备在电信波长下发射的光子的量子干扰,展示了在现有电信光纤上连接量子节点的关键技术,该技术还允许补偿量子设备之间的内在差异。这项工作发表在《PRX量子》期刊上,是将量子网络带出实验室并进入现实世界的重要一步。
量子网络有希望从根本上改变我们分享和处理信息的方式,未来的量子互联网,使用通过光通道连接的量子处理器节点构建,将实现从安全通信到云计算的应用,并具有完全的隐私和增强的感应。
为了使量子网络发挥作用,它使用了网络中节点之间的一种特殊的量子效应,称为量子纠缠。实际上,纠缠意味着第二个量子比特的状态(可以是' 1 '或' up ')是由第一个量子比特的状态(即' 0 '或' down ')决定的,这种纠缠可以用于生成私密通信的密钥,或在遥远的双方之间隐形传输量子态。QuTech是第一个在实验室中建立多节点网络的公司,它使用固体中的旋光性自旋。
https://qutech.nl/2022/06/22/linking-nodes-for-metropolitan-networks/

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。
研究人员提出了Floquet自旋量子放大技术,成功克服了以往探测频率范围小等限制,实现了对多个频率的极弱磁场放大,这项技术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,因此有效拓大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”。
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/79566.htm
04 中国科大揭示核量子效应在界面超快电荷转移中的重要作用

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。
赵瑾团队与李新征团队合作,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。
http://news.ustc.edu.cn/info/1048/79577.htm
05 基于超导多量子比特的格点规范理论量子模拟研究新进展

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。
超导量子比特由于其芯片制备技术的可扩展性,测控系统长时间的稳定运行能力,量子线路的高效执行等优势,是实用化量子计算和量子模拟最具前景的技术路线之一。
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。
https://mp.weixin.qq.com/s/4kyuAik8aENZI_g8SMWJ_g
01 周报 | [6.13-6.19] 量子全球新闻要点总览
02 芝加哥拥有长达200公里的量子网络
03 亚马逊AWS宣布推出量子网络中心
04 量子计算向前迈出的一大步:首个量子电路
05 SparQ将在英国启动量子准备工作
06 富士通致力于发挥英国科技超级大国的潜力
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