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周报 | [6.27-7.3] 量子全球新闻要点总览

周报 | [6.27-7.3] 量子全球新闻要点总览 量子创投界
2022-07-04
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导读:周报 | [6.27-7.3] 量子全球新闻要点总览




政策与战略




01 美国启动QuSecure后量子网络安全



随着量子威胁的出现,美国联邦政府与一家成立三年的初创公司签订了一份重要合同,以利用量子弹性保护加密通信和数据。今年早些时候,拜登政府发布了一份备忘录,强调了量子计算的潜在好处和重大风险,强大到足以破解公钥加密的量子计算机,还需要几年时间,但它们最终可能对国家安全以及金融和私人数据构成重大威胁。


为了应对这一威胁,联邦政府正邀请初创公司QuSecure为其提供后量子网络安全软件,对于这家成立三年的初创公司来说,这份合同意义重大,今年5月,该公司刚刚发布了自己的量子编配平台QuProtect,其产品旨在保护加密通信和数据与量子弹性使用量子安全通道。


联邦政府与QuSecure的合作肯定会为与政府密切合作的私营实体开展更多业务铺平道路,该公司指出,银行、保险、电信和医疗保健等行业都遵循严格的监管和合规规则。白宫在备忘录中表示,希望美国将密码系统迁移到能够抵抗“密码分析”相关量子计算机(CRQC)的系统,目的是到2035年“尽可能降低量子风险”。


同时,国会正在讨论《无尽前沿法案》(Endless Frontiers Act),该法案将在五年内拨出1000亿美元的联邦资金来研究量子计算等新兴技术。


相关链接
https://www.zdnet.com/article/us-taps-startup-qusecure-for-post-quantum-cybersecurity/


02 美国政府机构宣布成立华盛顿都市量子网络研究联盟(DC-QNet)



在21世纪,量子网络对现代安全通信和增强计算能力至关重要。为了提升量子网络的能力和领导力,拥有世界级研究能力的6个美国政府机构宣布成立华盛顿都市量子网络研究联盟(Washington Metropolitan quantum network research Consortium,简称DC-QNet),以创建、演示和运营量子网络作为区域测试平台。


这6个机构分别是美国海军研究实验室(NRL)、美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室(DEVCOM ARL)、美国海军天文台(USNO)、美国国家标准与技术研究院(NIST)、国家安全局/中央安全服务研究局(NSA/CSS-RES)以及美国国家航空航天局(NASA)。


目前该联盟还有两个分支机构: 美国海军信息战太平洋中心和美国空军研究实验室。


相关链接
https://www.nist.gov/news-events/news/2022/06/dc-area-us-government-agencies-announce-washington-metropolitan-quantum


03 量子技术有望得到北约10亿欧投资基金的支持



北约推出了世界上第一个多主权风险投资基金,目的是培育变革性技术,量子技术是这一使命的核心所在。


北约创新基金最近在北约秘书长Jens Stoltenberg主持的签字仪式上成立,包括来自22个盟国的领导人和部长们共同启动了北约创新基金。


Jens Stoltenberg在一份声明中表示:“这一基金是独一无二的,有15年的时间框架,北约创新基金将帮助实现那些有能力在未来几十年改变我们安全的新生技术,加强联盟的创新生态系统,并加强我们10亿公民的安全。”


该基金将向早期初创企业和其他风险投资基金投资10亿欧元,以开发北约优先考虑的两用新兴技术,这些技术包括:人工智能;大数据处理;量子化技术;自动控制;生物技术和人体强化;新型材料;能源;推进力和空间。


相关链接
https://thequantuminsider.com/2022/07/01/quantum-tech-could-get-boost-from-natos-multi-sovereign-venture-capital-fund/


04 全国首个高中量子科技实验室在天津正式揭牌



6月27日,在全国首个高中量子科技创新实验室揭牌仪式上,中国科学技术大学理化科学实验中心副主任王雨松表示,把量子这种前沿学科建设前移到高中阶段,就是希望能建立起“高中—高校”人才贯通的培养模式,增强顶层设计和课程体系安排,加强对学生实验动手能力与科技创新意识的培养。


据介绍,全国首个高中量子科技实验室设置在天津英华实验学校,由中国科学技术大学、天津英华实验学校、国仪量子(合肥)技术有限公司联合建设。量子科技创新实验室以建立和开设量子科技相关课程为核心,以量子前沿科技实验仪器为主要载体,面向中学生传授量子力学基础知识,让中学生们体验、感知、探究量子技术在通信、计算和精密测量等三个主要领域的应用,从而激发学生好奇心和想象力,增强对物理和量子科技的兴趣,进而培养学生的创新意识和创新能力,力争培育一批具备科学家潜质的青少年群体。


课程面向高一和高二两个年级的学生,每学年60课时,由金牌物理竞赛老师进行授课。同时课程中加入大量动手实验,全面满足学生对于量子科技的理论学习与实验需求。当前,全球量子科技竞争激烈,人才短缺问题日益凸显,美国、日本与欧洲都将培养量子科技人才纳入中学甚至小学阶段的教育培养规划。


相关链接
https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_18776278


企业风云




01 Planqc 筹集460万欧元用于制造中性原子量子计算机



量子计算初创公司planqc今天宣布获得一轮460万欧元的融资,由UVC Partners和Speedinvest牵头。有了这笔资金,planqc将开发一种在室温下运行的高度可扩展的量子计算机,这种计算机是基于捕获在光学晶格中的原子。


planqc由来自马克斯-普朗克量子光学研究所(MPQ)和慕尼黑大学的科学家团队创立,是欧洲领先的量子技术中心之一的德国慕尼黑量子谷的第一家初创公司。目前,量子计算机在量子比特的数量和门质量上都受到限制,量子比特的数量限制了可处理信息的数量,但不完美的门会在计算结果中引入错误(或“噪声”)。


虽然这些早期设备,最近在一些抽象问题上的表现超过了传统计算机,但它们距离在行业相关问题上证明这种所谓的“量子优势”还有很长的路要走。


相关链接
https://thequantuminsider.com/2022/06/29/planqc-emerges-from-stealth-raises-e4-6m-to-build-neutral-atom-quantum-computer/


02 Duality量子加速器宣布第二批入选的初创企业



Duality是美国第一个专门为量子公司提供的加速器项目,该项目由芝加哥大学的Polsky创业与创新中心和芝加哥量子交易所(CQE)领导,旨在支持专注于量子科学和技术的下一代创业公司,Duality已经接受了第二批来自全球各地的五家初创公司。


通过Duality,每家初创公司都将从顶级量子专家那里获得5万美元的无限制资金和指导,选定的初创公司将有机会探索合作伙伴关系,并获得该地区一些最先进的设备和设施,用于先进计算,纳米制造,原子级测量,量子测试平台和其他主要资源。


五家初创公司分别为:
  • Icosa Computing ,一家总部位于美国的初创公司,为金融机构打造量子计算和物理增强优化器。
  • memQ ,一家总部位于美国的公司,致力于开发量子互联网技术。
  • Quantescence,法国和美国的一家量子计算软件创业公司,该公司创建了一个量子模拟器平台。
  • SCALINQ ,瑞典初创公司,为超导量子芯片开发独特的封装解决方案。
  • Wave Photonics,英国初创公司,利用计算技术加速集成光子学设计。


相关链接
https://www.dualityaccelerator.com/2022/06/29/duality-quantum-accelerator-announces-startups-selected-for-cohort-2/


03 Riverlane和Rigetti宣布合作,共同解决超导量子计算机上的纠错问题



建立世界上第一个纠错量子计算操作系统的量子工程公司Riverlane和量子计算公司Rigetti Computing近日宣布,在Innovate UK的支持下,双方将合作解决超导量子计算机的综合征提取问题。


综合提取是量子纠错的关键一步,这是开发有用的量子计算机所要解决的最大挑战,这种计算机可以处理比今天更准确的数据。有用的量子计算机可以开启以前不可能的科学可能性,并改变一系列重要行业,包括医疗保健、可持续能源和先进材料。


量子力学禁止直接测量进行实际计算的主量子比特,因为这将破坏它们所携带的信息。因此,纠错技术使用额外的量子比特,称为“综合量子比特”,并测量它们的状态,称为综合征,以推断主要量子比特上发生的错误。Riverlane和Rigetti将共同努力,尽量减少在顶级超导量子计算机上提取综合时引入的错误。


相关链接
https://www.riverlane.com/news/2022/06/riverlane-and-rigetti-partnership-to-tackle-quantum-error-correction/


04 国盾量子、科大擎天与合肥工业大学签署战略合作协议



近日,合肥高新区两家企业科大国盾量子技术股份有限公司(以下简称“国盾量子”)、安徽科大擎天科技有限公司(以下简称“科大擎天”)与合肥工业大学签署战略合作协议,三方将围绕智能网联汽车的前瞻性技术、关键共性技术和工程应用技术等领域开展创新研发,其中包括用量子保密通信技术解决智能网联汽车领域信息交互安全问题等,三方将加快科技研究成果向产业技术转化,并将在人才联合培养、创新能力建设等方面展开全方位合作。


智能网联汽车涉及人-车-路-云间大量而广泛的信息传输及控制应用场景,保障信息交互的机密性、完整性和真实性,不仅涉及个人隐私、企业经济,还影响生命安全、社会稳定。而量子保密通信利用量子力学原理,传输读取加密信息的“密钥”,理论上很难盗取及解开密码,是保障信息安全的利器,为智能网联汽车领域信息交互安全问题提供了新思路。


相关链接
https://mp.weixin.qq.com/s/ivjXv0o8R42lgWprqiirtQ

产业动态




01 量子电池如何使电动汽车充一次电行驶一百万英里



量子电池是一种理论技术,它将利用量子物理学创造出能够储存大量能量并以惊人速度充电的单元,在世界各地的大学、初创公司和企业实验室中,有许多科学家团队在开发量子电池,从最近关于这一主题的研究论文来看,科学界似乎普遍认为我们即将取得突破。


为了实现这一目标,IBM和梅赛德斯-奔驰等公司正在合作创建能够模拟电池内部分子相互作用的量子计算系统,这可能会在短期内产生更好的电池,从充电更快、续航时间更长的手机电池到续航里程更长的电动汽车,甚至更好的工业能源工程和能源使用。


量子电池比普通电池还要复杂,科学家们在开发它们的道路上正在探索一个叫做 "超吸收 "的概念,传统电池的工作原理很直观:体积越大,充电时间就越长。


然而,有了超吸收,量子电池就会颠覆这个规律,超级吸收电池中的分子越多,充电的速度就越快,这意味着建筑物大小的电池充电速度要比手机大小的电池快。


相关链接
https://thenextweb.com/news/how-quantum-batteries-could-lead-to-evs-that-go-a-million-miles-between-charges


02 国网玉环市供电公司:“量子+”赋能 海岛架空线路首次实现全遥控



国网玉环市供电公司电力调度控制分中心,调度员对40多公里外的鸡山岛上的10千伏新岛线火车支线1号杆开关进行远程遥控,随着操作顺利完成,6月28日,首台基于“量子加密”技术的智能开关完成调试成功接入配网自动化主站,省内首次实现海岛架空线路全遥控。


得益于“量子加密”技术的赋能,无线接入环境下电网关键数据传输更加安全,架空线路智能开关在原有二遥,即遥信、遥测的功能基础上,新增了遥控功能,实现了三遥接入,电网调度人员不但可以实时监测开关的相关信息,而且还能根据电网运行情况,远程进行遥控开关操作。


“量子加密让智能开关功能更加完整,操作更加精准安全,极大提升了海岛架空线路的智能化运维水平。”国网玉环市供电公司运检部相关负责人表示,此次量子加密智能开关调试成功,为实现玉环配电网自动化全覆盖接入提供了新的解决方案,后续,该公司还将结合量子加密智能开关部署全线馈线自动化(FA),实现线路故障自动隔离,负荷自动切换,自动恢复非故障区域的供电,缩小故障范围,减少停电时户数,提高复电效率,提升线路自动化运维水平。


下阶段,国网玉环市供电公司将积极探索“量子加密”智能开关在配网全停全转等方面功能的深化应用,重点突破无线终端远程遥控需求,推进配网精益化、智能化管理,以“数智玉电”建设推进新型电力系统落地。


相关链接
http://cs.zjol.com.cn/jms/202206/t20220630_24456043.shtml


03 又一量子研发平台落户光谷 为轨道交通保密通信上“量子锁”



“相当于为轨道交通保密通信上了一把‘量子锁’。”6月27日,“武创院—北京中创为”轨道交通量子保密通信创新中心项目落户武汉光谷后,中创为董事长沈方红说。


该项目瞄准全国车地通信无线传输加密空白,将开展量子保密通信技术在轨道交通信号系统的应用场景研究、系统方案设计、系列产品研制及应用推广工作,并向工业互联网、智能网联、智慧城市等多领域延伸发展。


据介绍,量子科技为当前全球最前沿技术之一。“量子领域,目前全球基本处于同一起跑线。”中国科学院院士徐红星表示,尤其是量子通信,正处于爆发的前夜,将改变各行各业。


武汉量子技术研究院今年1月落户光谷,已开发了两款产品,一款是智慧防疫检测设备,让个人行程、健康状况等隐私信息的传输得到量子加密;另一款是量子车联网产品,让汽车联网的保密性更好、更安全。


武汉东湖高新区相关负责人表示,当前光谷正布局重点突破量子激光器、量子探测等关键核心技术,着手建设量子精密测量、激光遥感雷达等应用技术系统,加快量子通信基础应用网络和量子通信装备研制和产业化。


相关链接
http://hb.people.com.cn/n2/2022/0703/c194063-40021649.html


04 “墨子号”实现1200公里地表量子态传输


中国科学技术大学潘建伟院士及其同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星,首次实现地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要一步。相关成果日前在线发表于《物理评论快报》。


远距离量子态传输通常可以利用量子隐形传态来实现,是构建量子通信网络的重要实现途径之一,也是实现多种量子信息处理任务的必要元素,通过远距离量子纠缠分发的辅助,量子态可通过测量然后再重构的方式完成远距离的传输,传输距离在理论上可以是无穷远。


但在实现中,量子纠缠分发的距离和品质会受到信道损耗、消相干等因素的影响,利用星载纠缠源向遥远的两地先进行纠缠分发,再进行量子态的制备与重构,是实现远距离量子态传输的最可能路径之一,由于大气湍流影响,光子在大气信道中传播后,实现基于量子干涉的量子态测量非常困难。


为克服难题,实验团队利用光学一体化粘接技术实现了具有超高稳定性的光干涉仪,又结合基于双光子路径-偏振混合纠缠态的量子隐形传态方案,在云南丽江站和德令哈地面站之间完成了远程量子态的传输验证,并且在实验中对六种典型的量子态进行了验证,传送保真度均超越了经典极限。


相关链接
http://news.k618.cn/keji/202207/t20220703_18632906.html

科技动态




01 两个国家实验室之间的量子网络实现了记录同步



伊利诺伊快速量子网络(IEQNET)的一个研究团队,在美国能源部(DOE)的两个实验室之间使用本地光纤成功部署了一个长距离的量子网络,该实验标志着量子编码光子(量子信息传递的粒子)和经典信号第一次以前所未有的同步水平在大都市尺度的距离上同时传递。


IEQNET的合作包括DOE的费米国家加速器实验室和阿贡国家实验室、西北大学和加州理工学院,该项目通过美国能源部科学办公室的先进科学计算研究计划资助。


当传统计算机需要执行同步操作和函数时,它们依赖于“网络时间协议”,该协议在携带信息的同一网络上分配一个时钟信号,其精度比一眨眼的时间快一百万倍。


而量子计算则要求更高的精度,为了确保他们得到一对纠缠在一起的光子,该团队使用类似的时钟信号来同步整个费米实验室-阿贡网络中每个目的地或节点的时钟。


精密电子设备根据已知因素(如距离、速度、环境干扰、温度变化或振动等)来调整这个时钟信号,由于他们在两个实验室之间只有两条光纤,研究人员必须在携带纠缠光子的同一根光纤上发送时钟信号,使用不同的波长将时钟信号与量子信号分开,该网络的同步非常精确,每个地点的时钟只有5皮秒的时间差(1皮秒是一万亿分之一秒)。


相关链接
https://chicagoquantum.org/news/quantum-network-between-two-national-labs-achieves-record-synch


02 科学家使用时间透镜处理单个光子的速度提高70倍



哥伦比亚大学的工程师们展示了一种使用时间透镜处理皮秒级单光子波形的替代路径,这将帮助他们控制每一个光子。该研究成果发表在《Optica》期刊上。


使用光的时间模式的光子量子信息处理(QIP)需要在单光子水平上对皮秒和亚皮秒尺度的时间波形进行相干操作和检测。这种量子光学波形的光谱-时间特性的相干重塑对于一些应用也是必要的,例如从基于物质的量子存储器和光子腔中高效存储和检索单光子波包,量子网络的时间模式匹配,控制超快时间尺度的时频纠缠,以及产生高带宽压缩光。


实验装置由两束激光束与一个信号光子“混合”,产生另一束不同频率的光,通过时间透镜,能够以皮秒分辨率识别来自更大光束的单光子,比其他单光子探测器观测到的速度快70倍,这样的时间透镜允许以当前光子探测器无法实现的精度在时间上分辨单个光子。


研究人员希望未来能将时间分辨率进一步降低3倍以上,并将继续探索它们如何控制单个光子。


相关链接
https://www.techexplorist.com/processing-photon-picosecond/52157/


03 西安交大在噪声环境中的高维量子导引研究方面取得重要进展



西安交通大学物理学院张沛教授研究组开展了噪声环境下的高维量子导引特性的实验研究,研究组实验制备了11维轨道角动量最大纠缠态和各向同性态,并利用完整相互无偏基进行投影测量。该研究成果发表在《物理评论快报》期刊上。


实验结果表明,与两测量设置对比,基于多测量设置的方法可以揭示更高的量子导引强度。而这也使得高维量子导引可以从更高噪声的环境中被提取出来。研究组在实验中证明了具有63.4%噪声比例的11维各向同性态的导引特性,并且在5维和7维的可容忍噪声阈值均超过了两测量设置判据最高容忍50%噪声的限制。研究组还进一步研究了测量设置数量与噪声鲁棒性之间的权衡关系,发现当不同基底的实际检测效率差异不大时,通过增加测量设置数量总是可以增强噪声鲁棒性。这项工作为实际单方设备无关的量子信息处理可容忍噪声环境、有损检测,并超越目前的传输距离限制提供了潜力。


相关链接
http://news.xjtu.edu.cn/info/1004/184050.htm

end



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精 选 好 文


Planqc 筹集460万欧元用于制造中性原子量子计算机


IonQ 和 GE Research 展示了量子计算在风险管理方面的巨大潜力


【声明】内容源于网络
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