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周报 | [11.29-12.05] 量子全球新闻要点总览

量子创投界

2021-12-06

导读：周报 | [11.29-12.05] 量子全球新闻要点总览

政策与战略

01 美国发布生物能源的量子化成像和传感的FOA项目

美国能源部生物和环境研究项目（BER），通过其生物成像研究工作，宣布有兴趣接受申请，以推进利用量子现象的新生物成像或传感方法的基础研究或使用启发技术。BER寻求通过使用新的量子科学支持的领域来推进美国对生物成像的理解，这些领域可以解决经典光学的限制，包括分辨率和检测限制、信噪比、时间动态限制、长期信号稳定性、样品光损伤和有限的渗透，或选择性的生物分子感应。为了实现量子化的生物成像和传感，需要基础研究概念和以使用为灵感的早期原型研究。

申请项目必须描述它们如何推进与生物能源和环境研究相关的植物和微生物系统的知识和预测性理解，这些研究领域由BER支持。最好是结合量子科学概念来提高空间和时间分辨率、测量速度、长期样品稳定性或生物成像技术的敏感性的项目。拟议的研究应证明与传统方法相比具有比较优势。

相关链接

https://www.quantum.gov/doe-ber-releases-foa-for-quantum-enabled-imaging-and-sensing-for-bioenergy/

02 HPCQS 新项目: 欧洲联邦量子超级计算的先驱

随着新项目 "高性能计算机和量子模拟器混合"（HPCQS）的实施，欧洲进入了混合量子高性能计算的新时代。HPCQS旨在整合两个量子模拟器，每个模拟器控制位于两个欧洲高性能计算中心的超级计算机中的大约100多个量子比特。位于卢森堡的欧洲高性能计算联合机构（EuroHPC JU）已经在其研究和创新行动 "面向欧洲超大规模超级计算机的先进试点 "框架内授予该基础设施项目。HPCQS将在未来四年内获得总额为1200万欧元的预算，由EuroHPC JU和参与成员国平均提供。

HPCQS旨在开发、部署和协调一个欧洲联合基础设施，紧密整合两个量子模拟器，每个模拟器控制着CEA/TGCC运行的GENCI的Joliot Curie的0级HPC系统和JSC的JUWELS模块化超级计算机中的大约100多个量子比特。量子硬件与经典计算资源的无缝整合，创建一个混合系统，是利用量子计算机的力量处理第一个实际应用的重要一步。

相关链接

https://www.hpcwire.com/off-the-wire/new-project-hpcqs-pioneers-federated-quantum-supercomputing-in-europe/

03 澳大利亚国防部称量子对加密的政府数据没有直接威胁

澳大利亚的网络间谍机构认为，量子计算对整个澳大利亚联邦政府用于加密数据的加密方法不构成直接威胁。

但它意识到，随着技术的发展，这种情况会发生变化，并正在努力为政府网络做好准备，以便在这种时候过渡到后量子密码学。

澳大利亚信号局在本周公布的对最近参议院估计听证会上的通知问题的答复中，透露了其目前对量子威胁的想法。量子的计算能力被认为是对当前加密方法的一种威胁。

虽然这种威胁仍然是假设性的，但随着美国、英国和澳大利亚等国家越来越多地投资于该技术以建立一个战略立足点，量子的发展步伐正在加快。

但是，对于所有最近的发展，澳大利亚国防部（ASD）不相信量子计算的发展速度足以威胁到数据的持有，只要它们是按照《信息安全手册》（ISM）进行加密的。

“目前，ASD预计不可能在这些时间长度内建造一台能够破解ISM中描述的算法和密钥大小的量子计算机。”

然而，ASD表示，随着量子技术的发展，加密数据持有者应该 "过渡到使用后量子加密技术"，以确保他们的数据仍然安全。

相关链接

https://www.itnews.com.au/news/asd-says-quantum-no-immediate-threat-to-encrypted-government-data-573483

企业风云

01 芬兰坦佩雷量子初创公司为量子时代重塑模拟技术

Quanscient公司是由Alexandre Halbach、Asser Lähdemäki、Valtteri Lahtinen和Juha Riippi于今年创立的量子模拟即服务（QSaaS）初创公司，帮助客户的产品更快地进入市场，为量子时代重塑模拟，总部设在芬兰第三大人口密集城市坦佩雷。

Quanscient的IP是世界上最通用的模拟平台。因为这个系统是由工程师和科学家为工程师和科学家设计的。基于Quanscient云api的模拟方法允许用户在代码中设计模拟。这最终提供了什么是“最通用和灵活的方法”，同时结合不同的物理分支，如电磁学，流体动力学和力学，允许通过灵活性，可扩展性和性能的高级模拟的要求。

相关链接

https://thequantuminsider.com/2021/11/28/tampere-quantum-startup-reinventing-simulations-for-the-quantum-era/

02 霍尼韦尔与剑桥量子共创世界上最大的量子计算集成公司Quantinuum

量子软件、操作系统和网络安全领域的先驱剑桥量子公司和基于离子阱技术打造了最高性能的量子硬件的霍尼韦尔量子解决方案公司在上周宣布，他们已经满足了完成业务合并所需的所有条件，并成立了新公司，现在名为Quantinuum。

这两家量子计算行业的领先企业结合起来创建了Quantinuum，从而以一种与平台无关的方式加速了量子计算的发展和量子技术的创新，为一些经典计算机无法解决的最棘手的问题提供现实世界的量子化解决方案。

Quantinuum也许现在是世界上最大的量子计算公司，也是世界上唯一一家拥有全栈式软件和硬件配对的量子公司，Quantinuum提供了一个量子硬件和软件解决方案的巨无霸结合。

相关链接

https://www.cnet.com/tech/computing/quantum-computing-heavyweight-arrives-as-merger-creates-quantinuum/

03 微软与毕马威合作构建量子生态系统

近日，微软宣布毕马威现在是Azure Quantum的Azure量子系统集成商。这两个企业计划合作使用量子启发优化(QIO)算法，为Azure Quantum客户找到利用量子算法和解决优化挑战的新方法。

“毕马威的专业人员正在与微软合作，探索量子和量子启发解决方案的应用，使用Azure quantum——世界上第一个用于量子解决方案的全堆栈公共云生态系统——将业务需求与技术能力联系起来，”微软量子总经理Krysta Svore表示。

毕马威有一个专门研究量子相关技术的团队。这两家公司希望这个团队能够传授经验予组织如何在金融服务、能源和医疗保健等行业中应用量子激发的优化技术来解决商业问题。(量子优化是指在经典硬件上运行量子计算算法。)

相关链接

https://venturebeat.com/2021/12/02/microsoft-and-kpmg-team-up-to-bring-azure-quantum-to-more-enterprises/

04 新的美国量子联盟作为量子计算发展的通用接口

量子中间表征（QIR）联盟是 Linux 基金会开放标准联合开发基金会工作的一部分。非营利组织Linux基金会近日宣布了新的QIR联盟，这是一个建立中间表征的联合努力，目的是促进量子生态系统内的互操作性，并提供适合当前和未来异质量子处理器的表征。创始成员包括霍尼韦尔、微软、橡树岭国家实验室、量子电路公司和Rigetti计算公司。

QIR是基于流行的开源LLVM编译器工具链的。QIR规定了一套在LLVM IR中表示量子程序的规则。QIR应用的例子包括使用标准的LLVM基础设施来编写量子优化器，这些优化器在QIR上操作，并将其定位到特定的硬件后端，或者将其与经典的高性能库连接起来进行量子模拟。

相关链接

https://www.hpcwire.com/off-the-wire/new-quantum-intermediate-representation-alliance-serves-as-common-interface-for-quantum-computing-development/

产业动态

01 IDC预测2027年全球量子计算市场将增长到86亿美元

国际数据公司(IDC)发布了首份全球量子计算市场预测，预计量子计算的客户支出将从2020年的4.12亿美元增长到2027年的86亿美元。这意味着在2021-2027年预测期间，6年复合年增长率(CAGR)为50.9% 。该预测包括核心量子计算服务以及启用和邻近的量子计算服务。

IDC还预计，量子计算市场的6年复合年增长率(2021-2027年)将达到11.3%，到2027年底将达到近164亿美元。这包括公共和私人资助机构的投资、全球范围内的政府支出、技术和服务供应商的内部分配(研发支出)，以及风险投资家和私人股本公司的外部资金。

IDC 的报告是 IDC 量子计算研究项目的一部分，该项目还包括定性和定量研究，重点关注终端用户采用趋势、供应商洞察力和战略，以及量子计算用例。IDC 的量子计算研究为基于云计算的量子计算需求方面提供了洞察力，包括优先技术和终端用户投资、实现和采用策略、供应商洞察力和量子计算用例。

相关链接

https://www.hpcwire.com/off-the-wire/idc-forecasts-worldwide-quantum-computing-market-to-grow-to-8-6b-in-2027/

02 Rigetti利用量子改进天气预报建模

Rigetti Computing公司是量子-经典混合计算领域的先驱，该公司近日宣布，他们已经开发出一种利用量子计算机解决天气建模问题的有效方法。在现有机器学习工作流程的基础上，该公司将经典和量子机器学习技术相结合，生成高质量的合成天气雷达数据，并改进风暴预测的经典建模。这项工作是在Rigetti的32量子比特系统上完成的，这表明短期内量子硬件的实际应用是可行的。

Rigetti演示了一种混合量子方法，该方法使用由监督量子机器学习建模生成的合成数据，表现得和经典基线建模一样好。他们还发现，用量子卷积层替换OPC经典神经网络的一层，提高了该建模预测恶劣天气的能力。

相关链接

https://www.globenewswire.com/news-release/2021/12/01/2344216/0/en/Rigetti-Enhances-Predictive-Weather-Modeling-with-Quantum-Machine-Learning.html

03 让量子通信技术在云南实现产业化发展

2016年以来，云南天衢量子成功研制“量子安全Q盾”“量子密信”“单光子探测器——雪崩二级管”。“量子安全Q盾”为保障个人数据的安全，基于量子密钥加密技术和“一次一密”的加密方式，推出的个人安全产品。“量子密信”则是一款帮助用户保护隐私和机密的社交应用,支持即时信息发送以及网络通话，其特点是所有数据都经过量子安全服务引擎提供的密钥进行高强度加密，以便有效抵御外部黑客和第三方组织的恶意攻击。

此外，天衢量子与“中科院量子信息重点实验室”“问天量子研究院”“九州量子”“中电科54所的国通信重点实验室”等建立了良好合作关系，储备了应用产品研发项目。并制定了相关产品开发、生产计划，只要市场需求，随时可以推出天衢品牌量子保密通信系列产品和各类应用设备。如基于量子密钥的5G安全接入终端产品、量子密钥系统设备、量子密钥分发系统、量子安全应用多个解决方案等。

据悉，云南量子保密通信应用水平和部分研发基本与国内发展同步，编码思路和技术解决方案超前，为支撑云南及西部地区、南亚东南亚量子通信的发展奠定了良好技术基础。

云南由于其特殊的地理环境和历史原因，造成了经济欠发达，科技滞后。对于量子通信这一前沿科技创新项目，从人们的科技认知、经费投入到用户对系统的掌握，都会遇到一系列问题，为了有效推进量子通信落地应用，天衢量子先后在野战环境、昆明高新区、云南广电网络开展量子保密通信试点示范，取得了良好的示范验证效果。

相关链接

http://www.ce.cn/cysc/tech/gd2012/202112/01/t20211201_37131039.shtml

04 芬兰研究人员称他们的第一台量子计算机已经启动并运行

芬兰的第一台量子计算机在首都赫尔辛基附近的一个研究中心投入使用，科学家将用它来研究下一代计算能力。

VTT技术研究中心的研究经理Pekka Pursula周二在电话中说，开发这台5量子比特计算机是为了 "学习如何建造量子计算机，如何对其进行编程，以及如何在未来操作它"。这台机器是VTT和量子计算硬件公司IQM Finland Oy的联合作品。

相关链接

https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-11-30/finnish-researchers-say-their-first-quantum-computer-is-running

科技动态

01 谷歌与斯坦福共创时间晶体

在2021年11月30日发表在《自然》杂志上的一项研究中，来自斯坦福大学、谷歌量子人工智能、复杂系统马克斯·普朗克物理学研究所和牛津大学的一组科学家详细介绍了他们利用谷歌的 Sycamore 量子计算硬件制造时间晶体的过程。

斯坦福大学(Stanford)博士后学者、这项研究的主要作者之一马泰奥 · 伊波利蒂(Matteo Ippoliti)表示: “总体情况是，我们正在把这些本应成为未来量子计算机的设备，认为它们本身就是复杂的量子系统。”。“我们将计算机作为一个新的实验平台来实现和检测物质的新阶段，而不是计算。”

对于这个团队来说，他们成就的激动之处不仅在于创造了物质的新阶段，还在于开拓了在他们的凝聚态物理学领域中探索新机制的机会，这个领域研究的是一个系统中许多物体的集体相互作用所产生的新奇现象和性质。(这种相互作用可能比单个对象的属性丰富得多。)

相关链接

https://scitechdaily.com/stanford-and-google-team-up-to-create-time-crystals-with-quantum-computers/

02 变革性技术: 为了理解生物学，科学家转向量子世界

1938年，科学家们发现了核磁共振，这是一种物理现象，当原子核置于磁场中时，原子核会吸收并再次发射能量。但是这个基础物理学的发现花了将近30年的时间才找到它最广为人知的应用: 核磁共振成像，这是医学和生物学研究中一个重要的诊断工具。

现在进入21世纪，研究人员可以制造出足够精确的量子装置来感知单个离子，芝加哥大学的化学教授Greg Engel不想再等30年才能找到它们最有用的应用。

Engel说: “在生物学研究的下一个阶段，量子传感技术可能是变革性的，这一点很快就变得清晰起来。”

量子生物传感器的潜在应用范围从跟踪药物通过细胞膜和跨越单个细胞的细胞质，到精确划分手术中的肿瘤边缘。量子传感器甚至可以记录重要的生物过程，比如蛋白质折叠、粒子通过细胞膜离子通道的运动，以及电信号通过神经元的传输。

相关链接

https://scitechdaily.com/transformative-technology-to-understand-biology-scientists-turn-to-the-quantum-world/

03 亚马逊云科技Braket 改进了对量子-经典混合工作负载的支持

2019年，亚马逊云科技（AWS）推出了其量子计算服务 Braket，该服务使得其合作伙伴 Rigetti、 IonQ 和 D-Wave 的硬件和软件工具可以在其云中使用。量子计算的发展速度之快，随之Braket不断变化改进。利用经典计算机优化量子算法的混合算法已经成为开发人员的标准工具。量子算法的过程类似于训练机器学习模型。上周，AWS 宣布改进了在 Braket 上运行这些混合算法的支持。

在此之前，为了运行这些算法，开发人员必须建立和管理基础设施，以便在经典机器上运行优化算法，然后管理与量子计算硬件的集成，以及用于分析结果的监控和可视化工具。

通过新的AWS Braket混合作业功能，开发人员得到了一个完全管理的服务，处理经典机器和量子机器之间的硬件和软件互动 - 开发人员将优先访问量子处理单元，为他们提供更多的可预测性。Braket将自动旋转必要的资源（一旦作业完成，就关闭它们）。开发人员可以为他们的算法设置自定义指标，并且，使用亚马逊CloudWatch，他们可以在近乎实时的情况下可视化结果。

相关链接

https://techcrunch.com/2021/11/29/aws-braket-gets-improved-support-for-hybrid-quantum-classical-workloads/

04 研究人员提出了一种更简单的量子计算机设计

根据11月29日在 Optica 发表的一篇论文，斯坦福大学的研究人员提出了一种更简单的光子量子计算机的设计，使用了现成的组件。他们提出的设计使用一束激光来操纵一个原子，这个原子可以通过一种叫做“量子隐形传态”的现象来改变光子的状态原子可以被重置并重复使用于许多量子门，这样就不需要建造多个不同的物理门，大大降低了建造量子计算机的复杂性。

科学家们的设计由两个主要部分组成。一个存储环和一个散射单元。存储环的功能类似于普通计算机中的存储器，它是一个光纤环，里面有多个光子，这些光子在环上移动。类似于经典计算机中存储信息的比特，在这个系统中，每个光子代表一个量子比特。光子围绕存储环的旅行方向决定了量子比特的值，与比特一样，它可以是0或1。此外，由于光子可以同时以两种状态存在，单个光子可以同时向两个方向流动，这代表了一个同时是0和1的组合的值。

研究人员可以通过引导光子从储存环进入散射单元来操纵光子，光子在散射单元中传播到包含单个原子的腔中。然后光子与原子相互作用，使两个粒子“纠缠”，这是一种量子现象，即两个粒子可以相互影响，即使相距很远。然后，光子返回储存环，激光改变原子的状态。因为原子和光子是纠缠的，操纵原子也影响它的成对光子的状态。

相关链接

https://phys.org/news/2021-11-simpler-quantum.html

融资动态

01 空客引领Q-CTRL 融资2500万美元

空中客车（空客）风险投资公司宣布对Q-CTRL（TQI：Q-CTRL）进行投资。Q-CTRL是一家位于澳大利亚的公司，以其最先进的云端软件套件优化量子性能，上周宣布其B轮融资为2500万美元，由空中客车风险投资公司牵头，Ridgeline Partners、Main Sequence Ventures、Horizons Ventures、Square Peg Capital、Sierra Ventures、DCVC、红杉资本中国和In-Q-Tel参与。

这轮最新融资将支持该团队不断增长的量子控制工作，也将实现由量子传感驱动的新数据即服务市场。

这一轮最新的投资是继2019年7月Q-CTRL超额认购的A轮投资之后进行的，重点是公司在其成功的量子计算业务部门中大幅增加量子传感，以及扩大其核心量子控制基础设施软件工作。

相关链接

https://techcrunch.com/2021/11/30/sydney-based-quantum-sensing-startup-q-ctrl-raises-25m-series-b/

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