光子盒研究院出品
01
本周頭條
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美國(guó)眾議院通過(guò)《量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)安全防范法案》
美國(guó)眾議院最近通過(guò)了《量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)安全防范法案》，該法案的通過(guò)正值美國(guó)聯(lián)邦政府開(kāi)始更加積極地支持和應(yīng)對(duì)量子計(jì)算機(jī)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全威脅之際，量子技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)家預(yù)計(jì)這些威脅將在未來(lái)幾年成為全球政府和企業(yè)日益頻繁的風(fēng)險(xiǎn)因素。就在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)宣布其最初選擇用于加密和數(shù)字簽名的后量子密碼學(xué)(PQC)標(biāo)準(zhǔn)幾天后，這項(xiàng)立法就通過(guò)了，同時(shí)美國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全和基礎(chǔ)設(shè)施安全局決定創(chuàng)建自己的PQC計(jì)劃，以更好地組織和領(lǐng)導(dǎo)其努力，更好地應(yīng)對(duì)量子威脅。
所有這些舉措都是在拜登團(tuán)隊(duì)于5月敦促聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)開(kāi)始規(guī)劃其戰(zhàn)略以抵御這些威脅之后采取的，并且可能代表政府努力成為支持量子技術(shù)和量子安全的全球領(lǐng)導(dǎo)者的新階段解決方案。這一切都發(fā)生在中國(guó)迄今為止在制定自己的處理量子技術(shù)的國(guó)家戰(zhàn)略和愿景方面更加積極進(jìn)取之后。
退休的美國(guó)海軍少將邁克布朗曾在美國(guó)國(guó)防部和國(guó)土安全部擔(dān)任高級(jí)網(wǎng)絡(luò)安全專(zhuān)家，他在眾議院法案獲得批準(zhǔn)前幾天公開(kāi)表示：我們還沒(méi)有一個(gè)與量子相關(guān)的明確戰(zhàn)略，我們也沒(méi)有公共和私營(yíng)部門(mén)之間明確的伙伴關(guān)系，這種伙伴關(guān)系將有利于技術(shù)創(chuàng)新。我們應(yīng)該學(xué)習(xí)中國(guó)的形式，即每個(gè)人都從量子計(jì)算技術(shù)的角度理解美國(guó)正在做的事情，那將非常有利于美國(guó)發(fā)展。現(xiàn)在私營(yíng)部門(mén)已經(jīng)開(kāi)始處理大量的工作，以領(lǐng)導(dǎo)諸如量子加密算法開(kāi)發(fā)之類(lèi)的事情。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4663019.html?templateId=520429
北京量子院/清華研制國(guó)內(nèi)首顆全集成超低溫量子比特控制芯片
最近，北京量子信息科學(xué)研究院量子計(jì)算云平臺(tái)團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)集成電路學(xué)院研究人員合作，在面向量子計(jì)算系統(tǒng)大規(guī)模集成的超低溫CMOS量子比特控制芯片研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究被芯片奧林匹克大會(huì)ISSCC 2023錄用。
研究團(tuán)隊(duì)在前期大量CMOS元器件超低溫特性建模研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出目前具有最低功耗水平的雙通道量子比特控制芯片。該芯片基于極化調(diào)制技術(shù)，在3.5K超低溫環(huán)境下可以產(chǎn)生超導(dǎo)量子比特控制所需的XY通道任意包絡(luò)脈沖信號(hào)和Z通道偏置信號(hào)，同時(shí)集成了片上本振、時(shí)鐘、存儲(chǔ)等電路，在國(guó)際上首次把單個(gè)量子比特控制能耗降低至20mW以下。該芯片在我院量子計(jì)算云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)超導(dǎo)量子比特的有效控制。近期，該工作以A Polar-Modulation Based Cryogenic Qubit State Controller in 28nm Bulk CMOS為題被ISSCC 2023錄用。該芯片是國(guó)內(nèi)首個(gè)公開(kāi)報(bào)道的集成化量子比特控制芯片，對(duì)于推進(jìn)量子計(jì)算系統(tǒng)自主可控的集成化、小型化有關(guān)鍵支撐作用。
詳情：
https://mp.weixin.qq.com/s/cz3QXddHUdPOJGrYXRq1JA
南京大學(xué)實(shí)現(xiàn)源不完美的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)
近日，南京大學(xué)物理學(xué)院、固體微結(jié)構(gòu)物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、人工微結(jié)構(gòu)科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心陳增兵-尹華磊課題組與中科院物理所等單位合作提出了四相位測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議并進(jìn)行了原理性實(shí)驗(yàn)演示，該協(xié)議在保證了不完美光源的實(shí)際安全性的同時(shí)解決所有探測(cè)器端的漏洞。該工作將抽象的光源不完美特性轉(zhuǎn)化為可在實(shí)驗(yàn)中量化的各種偏差參數(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了在20 dB的信道傳輸損耗下0.25 kbps的密鑰率；在10 dB（約50千米光纖）的信道傳輸損耗下實(shí)現(xiàn)91 kbps的安全密鑰率，可滿(mǎn)足語(yǔ)音通話(huà)等一次一密加密需求。同其他考慮了光源不完美的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)類(lèi)量子密鑰分發(fā)協(xié)議相比，該研究在安全密鑰率和傳輸距離方面都有了顯著提高，展現(xiàn)了該協(xié)議巨大的應(yīng)用潛力。
對(duì)于量子密鑰分發(fā)的光源而言，現(xiàn)有技術(shù)下的源不完美主要包括四個(gè)方面：量子態(tài)制備缺陷、由模式依賴(lài)引起的邊信道攻擊、特洛伊木馬攻擊和脈沖關(guān)聯(lián)。為了解決這幾方面的源不完美對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的安全性漏洞，團(tuán)隊(duì)工作采用國(guó)際上最新提出的參考技術(shù)安全性證明方法，對(duì)上述幾種源不完美性對(duì)應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行了完全表征，并證明了一個(gè)四相位測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)類(lèi)量子密鑰分發(fā)協(xié)議的安全性。本工作還在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量了相應(yīng)的源不完美性的各種表征參數(shù)，提供了該協(xié)議針對(duì)相干攻擊下的有限密鑰分析。此外，研究組以一個(gè)原理性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)來(lái)展示了協(xié)議的可行性。實(shí)驗(yàn)中使用含有Sagnac干涉儀的即插即用（plug-and-play）系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)穩(wěn)定信道中的相位漲落，同時(shí)使用保偏光纖來(lái)穩(wěn)定光信號(hào)的偏振。
總的來(lái)說(shuō)，該工作首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了基于參考技術(shù)表征源不完美性參數(shù)的量子密鑰分發(fā)協(xié)議，證明了該方法的實(shí)際可行性。即使同時(shí)考慮光源不完美和抵御所有探測(cè)器端攻擊，四相位測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)也可以在城域范圍內(nèi)邁向?qū)嶋H應(yīng)用，顯示出了其應(yīng)用于實(shí)際量子通信網(wǎng)絡(luò)部署的潛力。未來(lái)的工作還需要在實(shí)驗(yàn)中使用遠(yuǎn)距離鎖頻鎖相技術(shù)解決Sagnac環(huán)的缺點(diǎn)，同時(shí)需要更細(xì)致地表征各種偏差參數(shù)。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4663050.html?templateId=520429
量子計(jì)算有望將藥物模擬時(shí)間從1000多年縮短到幾天
作為一家為糾錯(cuò)量子計(jì)算構(gòu)建世界上第一個(gè)操作系統(tǒng)的量子工程公司，Riverlane于美國(guó)東部時(shí)間11月15日發(fā)表同行評(píng)審研究，強(qiáng)調(diào)量子改變藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的潛力。這篇發(fā)表在《化學(xué)理論與計(jì)算雜志》上的論文概述了量子算法的進(jìn)步如何從根本上減少了研究人員獲得有用結(jié)果所需的資源量。
該研究以癌癥生長(zhǎng)抑制劑依魯替尼(Ibrutinib)為重點(diǎn)，提供了模擬逐漸增大的嵌入?yún)^(qū)域的估計(jì)值。Riverlane團(tuán)隊(duì)的估計(jì)表明，在50個(gè)軌道和電子的活躍空間中運(yùn)行這些計(jì)算所需的時(shí)間已從1000多年減少到僅幾天，這證明了量子改變制藥業(yè)的潛力。例如，量子可以通過(guò)評(píng)估哪些可能是最有希望的來(lái)幫助篩選用于特定治療的候選藥物的數(shù)量。從候選藥物到產(chǎn)品的整個(gè)過(guò)程可能需要長(zhǎng)達(dá)10年的時(shí)間，縮短這個(gè)時(shí)間線(xiàn)有可能降低數(shù)十億美元的成本。這就是為什么波士頓咨詢(xún)集團(tuán)估計(jì)到2040年量子技術(shù)可以為該行業(yè)創(chuàng)造多達(dá)800億美元的價(jià)值。
至關(guān)重要的是，這些資源節(jié)省只有在糾錯(cuò)架構(gòu)上才有可能實(shí)現(xiàn)。雖然未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)將能夠在分子尺度上準(zhǔn)確地模擬自然界，但今天的量子計(jì)算機(jī)卻要與高錯(cuò)誤率作斗爭(zhēng)。糾錯(cuò)是量子計(jì)算中的重大挑戰(zhàn)，這就是為什么Riverlane正在組建世界上最好的糾錯(cuò)團(tuán)隊(duì)來(lái)解決整個(gè)量子計(jì)算堆棧的問(wèn)題。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4639587.html?templateId=520429
QC Ware即將舉行年度Q2B量子計(jì)算大會(huì)
領(lǐng)先的量子軟件和服務(wù)公司QC Ware于美國(guó)東部時(shí)間11月16日宣布，硅谷版年度Q2B實(shí)用量子計(jì)算大會(huì)即將舉行，這是全球最大的量子計(jì)算社區(qū)聚會(huì)，于美國(guó)東部時(shí)間2022年12月6日至8日在圣克拉拉會(huì)議中心親自舉行。
本次會(huì)議由Quantinuum、AWS、ColdQuanta、IBM、Quantum Delta以及英國(guó)國(guó)家量子技術(shù)計(jì)劃等贊助，今年的活動(dòng)將舉行為期三天的討論，由來(lái)自政府和學(xué)術(shù)界的量子計(jì)算研發(fā)和創(chuàng)新前沿的主要參與者領(lǐng)導(dǎo)和財(cái)富100強(qiáng)企業(yè)分享關(guān)于優(yōu)化、化學(xué)模擬、蒙特卡洛方法和機(jī)器學(xué)習(xí)方面的最新硬件突破和應(yīng)用。期間，商業(yè)研討會(huì)和技術(shù)研討會(huì)、演講、小組討論和演示將使與會(huì)者親眼目睹量子計(jì)算的最新發(fā)展。
QC Ware首席執(zhí)行官M(fèi)att Johnson表示：量子計(jì)算有望解決世界上一些最重大的問(wèn)題，近期將在藥物發(fā)現(xiàn)、金融和制造等領(lǐng)域取得進(jìn)展。雖然我們的商業(yè)化之旅才剛剛開(kāi)始，但今年的活動(dòng)將提供寶貴的見(jiàn)解，讓我們了解如何作為一個(gè)社區(qū)共同努力，為量子準(zhǔn)備搭建橋梁，并充分發(fā)揮該技術(shù)的潛力。
會(huì)議注冊(cè)鏈接：
https://q2b.qcware.com/2022-conferences/silicon-valley/registration/
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4647049.html?templateId=520429
02
戰(zhàn)略政策
Strategy & Policy
IBM與拜登政府就量子管制問(wèn)題進(jìn)行了會(huì)談
隨著各大企業(yè)和政府持續(xù)投資新興技術(shù)，國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司IBM已經(jīng)與拜登政府就量子計(jì)算機(jī)的潛在出口管制進(jìn)行了談判。IBM研究部負(fù)責(zé)人Dario Gil表示，IBM建議，制定的任何法規(guī)都應(yīng)涵蓋量子計(jì)算的潛在應(yīng)用問(wèn)題，而不是僅僅基于處理能力來(lái)限制該技術(shù)。Gil認(rèn)為量子技術(shù)極有可能會(huì)受到出口管制等限制，而IBM已經(jīng)在德國(guó)和日本等國(guó)家安裝了量子基礎(chǔ)設(shè)施。藍(lán)色巨人在量子領(lǐng)域投資了數(shù)百萬(wàn)美元，并于本月推出了內(nèi)含433個(gè)量子比特的新款量子處理器。
IBM在首席執(zhí)行官Arvind Krishna的領(lǐng)導(dǎo)下，收購(gòu)欲越來(lái)越強(qiáng)。目前IBM已收購(gòu)了Red Ha等公司，以支持該公司在人工智能方面的產(chǎn)品。同時(shí)IBM還投資了Quantinuum等量子初創(chuàng)公司，未來(lái)有可能在該行業(yè)進(jìn)行收購(gòu)。
Gil分享道，量子計(jì)算的第一個(gè)實(shí)際應(yīng)用可能會(huì)在工業(yè)領(lǐng)域或金融建模，例如開(kāi)發(fā)耐腐蝕飛機(jī)機(jī)翼的高級(jí)模擬等。并指出包括高盛集團(tuán)在內(nèi)的銀行正在成為IBM合作伙伴網(wǎng)絡(luò)的一部分。量子系統(tǒng)可以在十年內(nèi)用于商業(yè)活動(dòng)，微軟、谷歌和英特爾等公司都為各種量子項(xiàng)目投入了數(shù)百萬(wàn)美元的研究資金。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4629640.html?templateId=520429
德國(guó)五年計(jì)劃：使用量子傳感器技術(shù)改善腦腫瘤手術(shù)
不久的將來(lái)，量子傳感器技術(shù)有望通過(guò)新的診斷設(shè)備進(jìn)一步改善某些大腦區(qū)域的功能分配以及改進(jìn)神經(jīng)導(dǎo)航。美因茨約翰內(nèi)斯古騰堡大學(xué)(JGU)和亥姆霍茲美因茨研究所(HIM)組成的聯(lián)盟正在與來(lái)自科研界、醫(yī)學(xué)界和工業(yè)界的各種合作伙伴一起，在新的DiaQNOS項(xiàng)目中致力于該目標(biāo)。這個(gè)為期五年的項(xiàng)目于2022年10月開(kāi)始，由德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部(BMBF)資助，總計(jì)投資近1100萬(wàn)歐元，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的美因茨大學(xué)將獲得150萬(wàn)歐元。
DiaQNOS項(xiàng)目的基礎(chǔ)是由合作項(xiàng)目BrainQSens奠定的，JGU也參與其中。BrainQSens聯(lián)盟開(kāi)發(fā)了高度靈敏的磁傳感器，可改進(jìn)醫(yī)療診斷。
JGU和HIM的Arne Wickenbrock博士解釋說(shuō)：在這個(gè)旗艦量子傳感器項(xiàng)目中，我們已經(jīng)能夠?qū)⒋艌?chǎng)傳感器技術(shù)改進(jìn)到原則上可以用它記錄大腦磁場(chǎng)的程度，現(xiàn)在需要解決的是在醫(yī)療應(yīng)用的道路上邁出下一步，讓量子傳感器技術(shù)對(duì)社會(huì)有用。適用于手術(shù)的設(shè)備將在三年內(nèi)開(kāi)發(fā)出來(lái)，隨后進(jìn)行兩年的醫(yī)學(xué)研究。除其他事項(xiàng)外，來(lái)自弗萊堡組織庫(kù)的腦組織樣本將首次接受磁特性檢查，特別是在腦腫瘤的新診斷可能性方面。這項(xiàng)研究成果將會(huì)為負(fù)責(zé)切除腦腫瘤的外科醫(yī)生帶來(lái)了全新便捷的體驗(yàn)。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4639583.html?templateId=520429
歐盟將英國(guó)排除在敏感量子項(xiàng)目之外
由于對(duì)英國(guó)是否愿意為歐盟研究人員提供對(duì)英國(guó)項(xiàng)目的互惠訪(fǎng)問(wèn)權(quán)并遵守知識(shí)產(chǎn)權(quán)規(guī)則的意愿存在懷疑，歐盟于10月將英國(guó)排除在歐洲地平線(xiàn)（Horizon Europe）的敏感量子項(xiàng)目之外，現(xiàn)已獲得資助的英國(guó)公司將不能參與其中，如果不能及時(shí)更換英國(guó)參與者，則相關(guān)項(xiàng)目會(huì)面臨被取消的風(fēng)險(xiǎn)。
此舉推翻了歐盟此前接受英國(guó)參與具有高技術(shù)準(zhǔn)備水平的更成熟的量子項(xiàng)目的決定。盡管在2021年春季，英國(guó)、瑞士和以色列便被歐盟以安全為由排除在與量子傳感器、模擬器和電信相關(guān)的電話(huà)會(huì)議之外。但在成員國(guó)和研究人員的反對(duì)下，歐盟委員會(huì)決定在2021年底向某些英國(guó)實(shí)體企業(yè)開(kāi)放2021-2022年的電話(huà)會(huì)議權(quán)限，前提是它們保證會(huì)保護(hù)歐盟的戰(zhàn)略利益、資產(chǎn)、自主權(quán)和安全，并尊重互惠和知識(shí)產(chǎn)權(quán)條件。但現(xiàn)在，在評(píng)估英國(guó)提交的提案后，歐盟已將申請(qǐng)參與的量子技術(shù)公司排除在外。此舉遭到了英國(guó)官員和業(yè)界的失望和不滿(mǎn)。
英國(guó)商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部發(fā)言人表示：我們對(duì)歐盟在最后一刻決定將英國(guó)排除在量子研究項(xiàng)目之外感到驚訝和失望。盡管歐盟拒絕實(shí)施協(xié)議于2020便年達(dá)成。對(duì)于直接參與相關(guān)項(xiàng)目的英國(guó)實(shí)體企業(yè)來(lái)說(shuō)，被排除在外會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后續(xù)問(wèn)題。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4639568.html?templateId=520429
印度政府首席科學(xué)顧問(wèn)：加快量子布局
印度政府首席科學(xué)顧問(wèn)Ajay K Sood教授表示，印度將很快啟動(dòng)量子任務(wù)，進(jìn)行量子布局，加入技術(shù)先進(jìn)國(guó)家聯(lián)盟。本周三，他在班加羅爾科技峰會(huì)上就技術(shù)革命的融合——推進(jìn)印度的增長(zhǎng)軌跡發(fā)表了全體演講。
Sood教授表示，印度在量子通信、量子模擬、量子計(jì)算以及量子傳感和計(jì)量學(xué)前沿領(lǐng)域正在進(jìn)行大量工作。他評(píng)價(jià)道：該國(guó)正在進(jìn)行一場(chǎng)量子革命，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)發(fā)生很多變化。量子模擬器有助于模擬經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法做到的經(jīng)典現(xiàn)象。此外，Sood還表示，印度已成為第三大初創(chuàng)企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，但重點(diǎn)應(yīng)放在建立深度技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)上。目前印度擁有大約3,000家深度技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)，到2025年應(yīng)該至少達(dá)到7,500家。
會(huì)議期間印度政府還分享了有關(guān)One Health Mission的詳細(xì)信息，該任務(wù)強(qiáng)調(diào)需要采用整體方法來(lái)了解人和動(dòng)物的健康并整合疾病監(jiān)測(cè)，做到用量子技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)民眾的健康信息。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4647110.html?templateId=520429
03
量子計(jì)算與模擬
Quantum computing & simulation
英國(guó)公司為量子計(jì)算開(kāi)發(fā)了晶體管模型，用于低溫CMOS芯片設(shè)計(jì)
英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的初創(chuàng)公司Semiwise于近期開(kāi)發(fā)了晶體管SPICE模型，用于使用GlobalFoundries (GF) 22FDX 22nm全耗盡絕緣體上硅(FD-SOI)工藝技術(shù)進(jìn)行低溫CMOS芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。該技術(shù)可用于量子計(jì)算機(jī)的芯片，也可用于液氮冷卻的數(shù)據(jù)中心處理器。
Semiwise使用其獲得專(zhuān)利的re-centring技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)典型(TT)快速(FF)和慢速(SS)晶體管角的模型。這包括使用經(jīng)過(guò)低溫驗(yàn)證的Synopsys Sentaurus設(shè)備模擬器組合晶體管測(cè)量和TCAD模擬。re-centring過(guò)程使用Synopsys TCAD-to-SPICE流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，該流程是Synopsys設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)工具鏈的一部分。Semiwise開(kāi)發(fā)低功耗CMOS晶體管級(jí)IP，可提高性能和可變性，并大幅降低功耗，并為包括fables、IEDM和代工廠(chǎng)在內(nèi)的半導(dǎo)體行業(yè)提供模擬服務(wù)和咨詢(xún)。而低溫CMOS芯片的設(shè)計(jì)對(duì)于擴(kuò)展不同類(lèi)型的量子計(jì)算機(jī)以適應(yīng)解決實(shí)際問(wèn)題所需的大量量子比特至關(guān)重要。
許多電纜將信息從量子比特傳輸?shù)降蜏睾銣仄魍獠康氖覝谻MOS芯片，這些芯片進(jìn)行讀取、調(diào)節(jié)和處理量子信息，只有相對(duì)少量的量子比特可以容納在單個(gè)大型低溫恒溫器中。這種溫度降低導(dǎo)致晶體管特性發(fā)生劇烈變化，使得室溫芯片設(shè)計(jì)和相應(yīng)的芯片技術(shù)不適合低溫芯片操作。大多數(shù)當(dāng)前技術(shù)都需要進(jìn)行重大的重新優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)低溫芯片操作。Semiwise首席執(zhí)行官Asen Asenov教授說(shuō)：低溫芯片設(shè)計(jì)不僅將釋放量子計(jì)算機(jī)的真正力量，還將顯著提高數(shù)據(jù)中心向凈零經(jīng)濟(jì)過(guò)渡的能源效率。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4629452.html?templateId=520429
M Squared展示英國(guó)首臺(tái)中性原子量子計(jì)算機(jī)
M Squared在英國(guó)國(guó)家量子技術(shù)展上展示了其基于中性原子的量子計(jì)算機(jī)原型，并稱(chēng)其為英國(guó)第一臺(tái)商用中性原子量子計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)名為Maxwell，依賴(lài)于M Squared先進(jìn)的激光系統(tǒng)和量子系統(tǒng)集成，以及思克萊德大學(xué)的里德堡原子和量子算法專(zhuān)業(yè)知識(shí)。中性原子平臺(tái)使用激光來(lái)冷卻和控制原子，以提高量子比特的可擴(kuò)展性和保真度。
許多量子專(zhuān)家認(rèn)為，中性原子技術(shù)可能是通往解決實(shí)際問(wèn)題的量子計(jì)算機(jī)的最可靠途徑。量子計(jì)算機(jī)對(duì)環(huán)境噪聲和錯(cuò)誤很敏感，因此它們的構(gòu)造和運(yùn)行成本很高。在這方面，中性原子可能更難。通過(guò)與斯特拉斯克萊德大學(xué)成功的合作，M Squared希望Maxwell能夠處理復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題，而量子計(jì)算機(jī)比經(jīng)典計(jì)算機(jī)更擅長(zhǎng)這些問(wèn)題。這將引導(dǎo)英國(guó)迅速成為全球領(lǐng)先的量子生態(tài)系統(tǒng)。
M Squared的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Graeme Malcolm博士說(shuō)：量子計(jì)算不僅僅是傳統(tǒng)計(jì)算的更快實(shí)現(xiàn)，而是一種全新的、更強(qiáng)大的信息處理方式。實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算潛力的合作努力表明了英國(guó)在將工業(yè)界和學(xué)術(shù)界聚集在一起方面的獨(dú)特實(shí)力——在科學(xué)前沿的進(jìn)步基礎(chǔ)上，在實(shí)驗(yàn)室之外為改善社會(huì)創(chuàng)造現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用程序。而構(gòu)建中性原子量子計(jì)算機(jī)的項(xiàng)目展示了M Squared在掌握中性原子技術(shù)方面的重要技術(shù)能力，已經(jīng)在量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了質(zhì)的飛躍。M Squared已經(jīng)是量子技術(shù)的領(lǐng)先供應(yīng)商，包括集成系統(tǒng)，如量子加速度計(jì)、重力計(jì)和時(shí)鐘。
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量子+人工智能，初創(chuàng)公司Kuano為阿爾茨海默病開(kāi)發(fā)新藥
云計(jì)算和人工智能的進(jìn)步正在推動(dòng)生命科學(xué)、生物技術(shù)和藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的研究人員取得突破。在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的支持下，新平臺(tái)可以加速處理大量數(shù)據(jù)，以加速新藥的發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)。總部位于英國(guó)的初創(chuàng)公司Kuano正在利用生物分子模擬和人工智能方面的計(jì)算進(jìn)步，為基于結(jié)構(gòu)的藥物發(fā)現(xiàn)添加量子細(xì)節(jié)，同時(shí)運(yùn)用量子計(jì)算進(jìn)行藥物模擬，以加快研發(fā)進(jìn)度。這家新貴公司的早期結(jié)果顯示了治療領(lǐng)域令人興奮的新方法，包括對(duì)阿爾茨海默病研究。
雖然最初的項(xiàng)目提供了抗阿爾茨海默病藥物的關(guān)鍵驗(yàn)證，但我們的平臺(tái)為許多治療領(lǐng)域提供了新方法，聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官David Wright博士說(shuō)，我們可以使用比以前的方法更好、更快的途徑來(lái)設(shè)計(jì)出適合開(kāi)發(fā)的化合物。
大規(guī)模計(jì)算對(duì)于藥物研發(fā)至關(guān)重要，因?yàn)樗枰蠓岣咝屎退俣龋拍芴剿餍碌乃幬锇悬c(diǎn)，從而比以前更快地找到可供使用的新化合物。例如，典型的過(guò)渡狀態(tài)搜索非常復(fù)雜，涉及數(shù)百到數(shù)千個(gè)單獨(dú)的計(jì)算，每個(gè)計(jì)算都與集合的其他計(jì)算相關(guān)聯(lián)。運(yùn)用量子計(jì)算將使這樣的研究從幾年和幾個(gè)月縮短到幾周甚至幾天。通過(guò)與量子計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域公司合作，Kuano可以獲得下一代計(jì)算能力、AI/ML的最新進(jìn)展、技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)和贊助等。
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量子計(jì)算公司IonQ2022年第三季度收入同比增長(zhǎng)超十倍
量子計(jì)算公司IonQ于美國(guó)東部時(shí)間11月14日公布了截至2022年9月30日的季度財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)。IonQ確認(rèn)第三季度收入為280萬(wàn)美元，高于先前預(yù)測(cè)范圍，而去年同期為23.3萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng)率超過(guò)十倍，凈虧損為2400萬(wàn)美元，調(diào)整后EBITDA為-1340萬(wàn)美元。IonQ第三季度訂單量為1640萬(wàn)美元，截至2022年9月30日，現(xiàn)金、現(xiàn)金等價(jià)物和投資總額為5.558億美元。
第三季度代表了IonQ業(yè)務(wù)發(fā)展勢(shì)頭的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，IonQ總裁兼首席執(zhí)行官Peter Chapman說(shuō)，本季度，我們宣布了與美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室簽訂的價(jià)值1340萬(wàn)美元的合同，這是實(shí)現(xiàn)我們今年的預(yù)訂目標(biāo)以及公私合作將量子技術(shù)帶入主流的重要一步。我們還實(shí)現(xiàn)了25個(gè)算法量子比特這一年度技術(shù)里程碑，創(chuàng)造了行業(yè)記錄，這代表著IonQ Aria的計(jì)算能力提高了4倍。
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微軟發(fā)布量子資源估算器，幫助減少算法運(yùn)行時(shí)間
微軟近期發(fā)布了一個(gè)被稱(chēng)為Azure Quantum Resource Estimator（量子資源估算器）的應(yīng)用程序用以解決未來(lái)的量子計(jì)算挑戰(zhàn)，并且方便世界各地的開(kāi)發(fā)者使用它。該應(yīng)用程序是最初為微軟內(nèi)部使用而開(kāi)發(fā)的軟件工具，目前已經(jīng)在指導(dǎo)公司開(kāi)發(fā)全棧量子計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在它還可以幫助外部開(kāi)發(fā)人員計(jì)算出他們需要多少算力才能在合理的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行給定的量子算法。
這是了解混合型方式的好工具，來(lái)自微軟的Svore說(shuō)，微軟將經(jīng)典計(jì)算和量子計(jì)算結(jié)合在一起。通過(guò)比較每種計(jì)算成本，當(dāng)量子計(jì)算能夠比使用經(jīng)典計(jì)算更快時(shí)，就使用它。所以你想比較經(jīng)典+經(jīng)典與經(jīng)典+量子哪一種更便捷時(shí)，便需要實(shí)現(xiàn)此類(lèi)比較的工具。估算器會(huì)根據(jù)量子比特的數(shù)量、糾錯(cuò)方案的類(lèi)型和其他參數(shù)，大致告訴用戶(hù)在不同的計(jì)算場(chǎng)景中執(zhí)行給定算法需要多少處理時(shí)間。
Svore表示，估算器可以向軟件開(kāi)發(fā)人員展示如何通過(guò)調(diào)整他們的量子算法來(lái)縮短運(yùn)行時(shí)間。微軟也一直在使用該工具來(lái)開(kāi)發(fā)機(jī)器的底層架構(gòu)，以了解什么樣的機(jī)器甚至可以啟用這些算法。該工具支持微軟基于拓?fù)涞牧孔訖C(jī)器將實(shí)現(xiàn)所需的擴(kuò)展的觀點(diǎn)。
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IonQ與戴爾合作推出端到端量子計(jì)算解決方案
量子計(jì)算領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者IonQ于美國(guó)東部時(shí)間11月14日宣布參加Super Computing 2022(SC22)活動(dòng)。這項(xiàng)為期多天的活動(dòng)于2022年11月13日至18日在美國(guó)達(dá)拉斯舉行，戴爾科技和亞馬遜的量子研究人員、科學(xué)家和高管聯(lián)合參加了IonQ的演示。
在SC22上，戴爾科技和IonQ將展示其全新的戴爾量子計(jì)算解決方案。混合量子平臺(tái)基于戴爾PowerEdge服務(wù)器上構(gòu)建的戴爾經(jīng)典量子模擬器，并集成了IonQ的量子計(jì)算機(jī)和量子算法開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的核心量子能力。Qiskit Dell Runtime和IonQ Aria的結(jié)合使用戶(hù)能夠快速開(kāi)發(fā)復(fù)雜用例的算法方法，包括化學(xué)和材料模擬、自然語(yǔ)言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)。該解決方案將戴爾定位為有興趣優(yōu)化其混合量子計(jì)算用例的組織的顧問(wèn)，而IonQ則作為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的技術(shù)支柱。
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任重道遠(yuǎn)！量子計(jì)算機(jī)在材料模擬中無(wú)法超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)
美國(guó)加州理工學(xué)院的Garnet Chan帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)使用基于Sycamore的名為Weber的53量子比特谷歌處理器對(duì)分子和材料進(jìn)行模擬，以此來(lái)思考現(xiàn)目前量子計(jì)算對(duì)研究分子和材料過(guò)程中的日常挑戰(zhàn)的解決能力。考慮到這些系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及經(jīng)典算法的優(yōu)秀程度，團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是了解Sycamore硬件在具有物理相關(guān)成功指標(biāo)的物理相關(guān)電路類(lèi)別中的表現(xiàn)如何。
該團(tuán)隊(duì)選擇了兩個(gè)當(dāng)前人們感興趣的問(wèn)題，而選擇忽略它們對(duì)量子電路的匹配程度。第一個(gè)涉及計(jì)算在固氮酶催化核心中發(fā)現(xiàn)的鐵和硫的8原子簇的能態(tài)。作為稱(chēng)為固氮的重要生物過(guò)程的第一步，這種酶會(huì)破壞氮分子中的強(qiáng)鍵。了解這一過(guò)程的化學(xué)性質(zhì)對(duì)于開(kāi)發(fā)用于化學(xué)工業(yè)的人工固氮催化劑可能很有價(jià)值。其次，該團(tuán)隊(duì)試圖推斷晶體材料α-三氯化釕（α-RuCl)中磁自旋的集體行為，它被認(rèn)為在低溫下采用一種稱(chēng)為自旋液體的奇異量子相。研究這些狀態(tài)是探索材料中的量子現(xiàn)象的項(xiàng)目的一部分。這兩個(gè)系統(tǒng)的基態(tài)電子態(tài)和低能激發(fā)由原子的電子自旋如何相互作用決定。這些自旋可以編碼為單個(gè)量子比特，并通過(guò)耦合反映兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電路中的量子比特來(lái)模擬它們的相互作用。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，Weber芯片上的模擬相當(dāng)有限。例如，模擬提供了對(duì)Fe-S簇的能譜和熱容的預(yù)測(cè)。而研究α-RuCl時(shí)，一旦將大小增加到僅10個(gè)原子，量子噪聲就會(huì)淹沒(méi)輸出。而對(duì)門(mén)操作的限制意味著Weber的量子資源中只有大約五分之一可以用于計(jì)算。然而，當(dāng)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)而模擬更適合Weber特定電路架構(gòu)的模型系統(tǒng)時(shí)，他們可以將資源的使用量增加一半。測(cè)驗(yàn)結(jié)果表明，除非有更好的方法來(lái)降低噪聲或糾正錯(cuò)誤，否則很難看到量子電路在解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)得更好，同時(shí)也展示了未來(lái)設(shè)備性能方面需要克服的挑戰(zhàn)。
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高盛和Rigetti合作通過(guò)新的門(mén)設(shè)計(jì)解決量子糾錯(cuò)問(wèn)題
在過(guò)去的幾年里，Rigetti和其他團(tuán)隊(duì)一直在為近期的量子計(jì)算機(jī)定制設(shè)計(jì)，以執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)、優(yōu)化和模擬等應(yīng)用領(lǐng)域的某些任務(wù)。雖然Rigetti認(rèn)為在實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)系統(tǒng)之前便會(huì)實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)，但一部分應(yīng)用程序?qū)⑿枰蒎e(cuò)，因此糾錯(cuò)例程是實(shí)用的。如今，Rigetti和高盛聯(lián)合發(fā)布了一份聲明，概述了雙方正在進(jìn)行以提高量子糾纏效率為目標(biāo)的合作。雙方一起提出了一種新的設(shè)計(jì)方法，用于調(diào)整大型超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行糾錯(cuò)。Rigetti和高盛認(rèn)為這條路徑可以加速需要容錯(cuò)的量子計(jì)算應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。
構(gòu)建大規(guī)模容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是克服由退相干和其他形式的噪聲引起的錯(cuò)誤，這些噪聲會(huì)降低量子算法的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。Rigetti和高盛在發(fā)布的聲明中討論了如何優(yōu)化當(dāng)前門(mén)模型超導(dǎo)處理器的設(shè)計(jì)——比如Rigetti構(gòu)建的處理器。具體來(lái)說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)提出了一種新的門(mén)，并認(rèn)為它可能會(huì)簡(jiǎn)化系統(tǒng)校準(zhǔn)并提高表面代碼的閾值。這些新的硬件優(yōu)化奇偶校驗(yàn)(HOP)門(mén)設(shè)計(jì)用于在超導(dǎo)transmon量子比特之間進(jìn)行本質(zhì)上的微調(diào)、并行交互。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，糾錯(cuò)閾值的相關(guān)改進(jìn)是一個(gè)強(qiáng)烈的信號(hào)，表明這種硬件定制方法可能是未來(lái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。
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超級(jí)計(jì)算大會(huì)，英偉達(dá)更新加速量子模擬的SDK
英偉達(dá)近期宣布將廣泛采用其下一代H100 Tensor Core GPU和Quantum-2 InfiniBand，旨在為包括微軟Azure云上的新產(chǎn)品和50多個(gè)新的合作伙伴系統(tǒng)加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
英偉達(dá)與其合作伙伴在超級(jí)計(jì)算大會(huì)SC22上描述了新產(chǎn)品，該公司在會(huì)上發(fā)布了對(duì)其cuQuantum、CUDA?和BlueField?DOCA?加速庫(kù)的重大更新，并宣布在英偉達(dá)的A100和H100驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)上支持其Omniverse?仿真平臺(tái)。H100、Quantum-2和DOCA加速庫(kù)更新都是英偉達(dá)HPC平臺(tái)的一部分，這個(gè)平臺(tái)包含CPU、GPU、DPU、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和廣泛的AI和HPC軟件的完整技術(shù)堆棧，使研究人員能夠有效地加速他們研究中在系統(tǒng)、內(nèi)部部署或云端的工作進(jìn)程。而用于加速量子計(jì)算工作流程的英偉達(dá)cuQuantum軟件開(kāi)發(fā)套件現(xiàn)在也可支持近似張量網(wǎng)絡(luò)方法。這使研究人員能夠模擬數(shù)以萬(wàn)計(jì)的量子比特，并使用cuQuantum設(shè)備自動(dòng)啟用多節(jié)點(diǎn)、多GPU支持，以實(shí)現(xiàn)極高性能的量子模擬。
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中國(guó)電科20比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)亮相珠海航展
第十四屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)(珠海航展)，中國(guó)電科電科院亮相展出的國(guó)產(chǎn)全自主可控20比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)頗受關(guān)注。
該20比特國(guó)產(chǎn)全自主可控超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)現(xiàn)已完成系統(tǒng)聯(lián)試聯(lián)調(diào)工作。該展示樣機(jī)包括顯示控制系統(tǒng)、微波測(cè)量系統(tǒng)、稀釋制冷機(jī)結(jié)構(gòu)件、低溫電子器件、20比特超導(dǎo)量子芯片及封裝等。20比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)能夠演示驗(yàn)證小規(guī)模的典型量子算法，支持圖形界面的人機(jī)交互編程，為量子計(jì)算在生物醫(yī)藥、密碼安全等領(lǐng)域的科學(xué)研究與應(yīng)用探索奠定基礎(chǔ)。
據(jù)介紹，量子計(jì)算是借助于量子態(tài)的疊加和糾纏等特性，在解決某些問(wèn)題時(shí)具有指數(shù)級(jí)加速效應(yīng)，擁有超越最強(qiáng)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)的巨大潛力，預(yù)期未來(lái)將在生物醫(yī)藥研發(fā)、密鑰破解、金融分析等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。中國(guó)電科院表示，其重點(diǎn)研制面向科學(xué)研究的自主可控超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，它使用綜合電子信息系統(tǒng)探索微觀量子世界，就像探測(cè)微觀世界的預(yù)警機(jī)，可以廣泛應(yīng)用于破解密碼、金融系統(tǒng)反制、生命健康等領(lǐng)域。
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全球首創(chuàng)！Riverlane公布量子錯(cuò)誤檢測(cè)方面的突破
全球第一家量子工程公司Riverlane于美國(guó)東部時(shí)間11月14日宣布在量子解碼錯(cuò)誤方面取得世界首創(chuàng)的突破，該進(jìn)步將為第一代糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力。
Riverlane在倫敦舉行的國(guó)家量子技術(shù)展示會(huì)(NQTS)上現(xiàn)場(chǎng)展示了這一解碼技術(shù)的突破。由于解碼硬件的可擴(kuò)展性能夠支持比目前可能數(shù)量更多的量子比特，這在同類(lèi)技術(shù)中屬于首次。該演示采用了一個(gè)原型，其將成為可以安裝在所有未來(lái)量子計(jì)算機(jī)中的解碼芯片。人們現(xiàn)在正在逐漸接觸第一代糾錯(cuò)量子計(jì)算，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)、診斷和糾正此類(lèi)錯(cuò)誤，而Riverlane的可擴(kuò)展高速解碼器是實(shí)現(xiàn)向這個(gè)新時(shí)代過(guò)渡的關(guān)鍵組件。
Riverlane的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Steve Brierley說(shuō)：為了有效解決清潔能源和新藥設(shè)計(jì)等領(lǐng)域目前無(wú)法解決的計(jì)算問(wèn)題，我們需要過(guò)渡到新一代糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)可以在不中斷的情況下執(zhí)行數(shù)百萬(wàn)次高速運(yùn)算。今天的量子計(jì)算機(jī)在失效之前仍然只能執(zhí)行大約100次操作。這種轉(zhuǎn)變需要時(shí)間。但現(xiàn)在，我們的解碼器是一個(gè)關(guān)鍵組成部分，也是一次飛躍的進(jìn)展。
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艾伯科技與量旋科技訂立量子計(jì)算云平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)合作協(xié)議
艾伯科技股份有限公司董事會(huì)欣然宣布，旗下間接全資附屬公司深圳市艾伯控股有限公司（艾伯控股）與深圳量旋科技有限公司（量旋科技）以平等誠(chéng)信、互惠互利、資源互補(bǔ)、專(zhuān)業(yè)分工為主要合作原則，于2022年11月10日簽署量子計(jì)算云平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)合作協(xié)議。雙方同意基于各自的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)與資源，建立密切的合作關(guān)系，充分發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，共同促進(jìn)雙方的業(yè)務(wù)發(fā)展和產(chǎn)品延伸。雙方將本著友好務(wù)實(shí)、協(xié)商互利的原則共同處理在合作過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
本次合作主要圍繞量子計(jì)算產(chǎn)品和技術(shù)在數(shù)字政府、科研院所、教育、金融及生物醫(yī)藥等各行業(yè)企業(yè)的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的實(shí)用型應(yīng)用，開(kāi)展國(guó)產(chǎn)化量子計(jì)算云平臺(tái)項(xiàng)目合作。
雙方將在合作中發(fā)揮量旋科技在量子計(jì)算系統(tǒng)及應(yīng)用生態(tài)技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，由其牽頭制定產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及應(yīng)用部署策略，推進(jìn)行業(yè)解決方案落地。同時(shí)也將發(fā)揮艾伯控股在國(guó)產(chǎn)化硬件產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)優(yōu)勢(shì)及行業(yè)市場(chǎng)資源優(yōu)勢(shì)，在自主可控及定制化硬件產(chǎn)品方面負(fù)責(zé)聯(lián)合設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)。艾伯控股主要協(xié)助量旋科技量子計(jì)算產(chǎn)品在四川市場(chǎng)的銷(xiāo)售推廣，推進(jìn)在數(shù)字政府、科研院所、金融和生物醫(yī)藥等行業(yè)場(chǎng)景的量子計(jì)算應(yīng)用標(biāo)桿案例建設(shè)。
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新型量子比特unimon首次實(shí)現(xiàn)99.9%的門(mén)保真度
來(lái)自阿爾托大學(xué)、IQM量子計(jì)算機(jī)和VTT技術(shù)研究中心的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新的超導(dǎo)量子比特unimon，該發(fā)現(xiàn)將可以提高量子計(jì)算的準(zhǔn)確性。unimon在單個(gè)電路中結(jié)合了所需的特性，如增加非諧性、對(duì)直流電荷噪聲完全不敏感、對(duì)磁噪聲的敏感性降低，以及一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，諧振器中只有一個(gè)約瑟夫森結(jié)。
該團(tuán)隊(duì)在三個(gè)不同的unimon量子比特上實(shí)現(xiàn)了99.8%到99.9%的13納秒長(zhǎng)單量子比特門(mén)的保真度，構(gòu)造了第一個(gè)具有unimon的量子邏輯門(mén)——這是尋求構(gòu)建商用量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要里程碑。由于比transmon具有更高的非諧性或非線(xiàn)性，實(shí)際運(yùn)用中可以更快地操作unimon，從而減少每次操作的錯(cuò)誤。而為了通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明unimon，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制造了新型芯片，每個(gè)芯片都由三個(gè)unimon量子比特組成。除了約瑟夫森結(jié)之外，他們還使用鈮作為超導(dǎo)材料，其中超導(dǎo)引線(xiàn)是用鋁制造的。
unimon非常簡(jiǎn)單，但與transmon相比有很多優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，有史以來(lái)第一個(gè)unimon工作得很好，為未來(lái)量子計(jì)算的優(yōu)化和重大突破提供了充足的空間。作為下一步，我們應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計(jì)以獲得更高的噪音保護(hù)并展示雙量子比特門(mén)。而我們的目標(biāo)是進(jìn)一步改進(jìn)unimon的設(shè)計(jì)、材料和制造時(shí)間，以打破99.99%的保真度目標(biāo)，從而通過(guò)嘈雜的系統(tǒng)和有效的量子糾錯(cuò)獲得有用的量子優(yōu)勢(shì)。這對(duì)量子計(jì)算來(lái)說(shuō)是非常激動(dòng)人心的一天。這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)人、阿爾托大學(xué)和VTT的量子技術(shù)聯(lián)合教授以及IQM的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家Mikko M?tt?nen教授總結(jié)道。
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Atos量子模擬器將集成IQM量子處理器
Atos和IQM于11月16日宣布簽署合作伙伴關(guān)系，提供端到端的量子計(jì)算技術(shù)和功能，以此作為集團(tuán)混合計(jì)算戰(zhàn)略的一部分。隨著量子計(jì)算從市場(chǎng)轉(zhuǎn)向現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用，此次合作將使IQM的量子處理單元(QPU)集成到Atos的QLM中，并在全球范圍內(nèi)集成到Atos的量子應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)中。
這一市場(chǎng)上的獨(dú)特主張使客戶(hù)能夠無(wú)縫地編寫(xiě)他們的量子計(jì)算應(yīng)用程序，并在QLM框架上運(yùn)行它們，完美地模擬目標(biāo)量子硬件的所有屬性（拓?fù)洹㈤T(mén)集、噪聲模型）。通過(guò)此類(lèi)操作，客戶(hù)可以直接在現(xiàn)實(shí)世界的IQM量子計(jì)算硬件上執(zhí)行這些應(yīng)用程序，而無(wú)需修改它們。Atos的百億億級(jí)戰(zhàn)略將使用人工智能技術(shù)和量子計(jì)算作為傳統(tǒng)HPC工作流程中的加速器，以縮短解決問(wèn)題的時(shí)間并減少能源足跡。為此，超級(jí)計(jì)算機(jī)將使用Atos QLM量子應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)作為混合計(jì)算工作流中量子計(jì)算資源（模擬或真實(shí)硬件）的網(wǎng)關(guān)。憑借高達(dá)41量子比特的仿真能力，Atos的QLM應(yīng)用程序編程環(huán)境將幫助其客戶(hù)開(kāi)發(fā)混合應(yīng)用程序，使用門(mén)、退火和模擬量子計(jì)算范例，以及IQM QPU，目前將提供20量子比特以及到2023年高達(dá)50量子比特。
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IBM和Algorithmiq合作推進(jìn)量子生物技術(shù)
Algorithmiq是一家總部位于赫爾辛基的量子計(jì)算初創(chuàng)公司，目前已與IBM達(dá)成合作，以推進(jìn)試圖解決生命科學(xué)中復(fù)雜問(wèn)題的量子算法的探索。此次合作將IBM世界領(lǐng)先的硬件、軟件和量子應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)與Algorithmiq的尖端算法開(kāi)發(fā)人員結(jié)合在一起，探索大幅減少藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本的方法。這項(xiàng)工作還將有助于Qiskit產(chǎn)生更多的成果，以促進(jìn)和發(fā)展這個(gè)新生的生態(tài)系統(tǒng)。作為合作的一部分，Algorithmiq將成為IBM量子網(wǎng)絡(luò)的一部分。
IBM的研究人員正在與Algorithmiq合作，以解決如何克服當(dāng)今嘈雜的量子硬件中的主要瓶頸，例如大型量子化學(xué)模擬的速度、準(zhǔn)確性和有限規(guī)模。Algorithmiq的新穎測(cè)量技術(shù)已證明可以大大減少混合量子經(jīng)典算法的運(yùn)行時(shí)間。此外，Algorithmiq用于減少錯(cuò)誤的后處理策略已顯示可顯著提高量子化學(xué)模擬的準(zhǔn)確性。因此，這種合作有望提高量子算法在近期量子技術(shù)上的性能。
Algorithmiq由該領(lǐng)域的世界領(lǐng)先學(xué)者團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立，專(zhuān)注于利用量子計(jì)算的力量，以便可以探索新藥并最終將其推向市場(chǎng)，并且具有成本效益，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療。平均而言，目前一種新藥上市需要大約10年時(shí)間和10億美元。據(jù)估計(jì)，Algorithmiq的進(jìn)步將顯著縮短新的、更有效、危害更小的藥物的上市時(shí)間。Algorithmiq的使命是通過(guò)利用量子計(jì)算的力量結(jié)合復(fù)雜的系統(tǒng)方法來(lái)發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)藥物來(lái)預(yù)防和治療疾病。
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PASQAL公司將使用HPC和量子計(jì)算開(kāi)發(fā)可持續(xù)能源解決方案
量子計(jì)算公司PASQAL與量子創(chuàng)新區(qū)之間達(dá)成合作伙伴關(guān)系，將共同創(chuàng)建第一個(gè)開(kāi)放式卓越中心，以利用HPC和量子計(jì)算的綜合能力開(kāi)發(fā)可持續(xù)能源解決方案。這個(gè)卓越中心稱(chēng)為QuaTERA——量子技術(shù)能量結(jié)果加速器。它旨在在能源行業(yè)、經(jīng)典/量子硬件和混合算法的交叉點(diǎn)形成一個(gè)合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，以設(shè)計(jì)和構(gòu)建基于量子HPC的解決方案，以解決當(dāng)今能源行業(yè)的實(shí)際挑戰(zhàn)。
這個(gè)卓越中心的基石是Exaion企業(yè)在HPC方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和PASQAL在量子機(jī)器方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。這兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)合將提供前所未有的計(jì)算潛力來(lái)解決以前不可能解決的問(wèn)題。QuaTERA通過(guò)將計(jì)算能力與法國(guó)電力公司（EDF）廣泛的能源優(yōu)化和模擬算法庫(kù)相結(jié)合，超越了技術(shù)的界限。這種人機(jī)結(jié)合為解決世界能源行業(yè)面臨的具體問(wèn)題提供了一條途徑，例如數(shù)字孿生、全市電動(dòng)汽車(chē)充電站和彈性?xún)?yōu)化等等。該中心旨在刺激開(kāi)放解決方案的創(chuàng)建，同時(shí)為企業(yè)參與提供足夠的商業(yè)激勵(lì)。
QuaTERA的第一個(gè)部署點(diǎn)是位于加拿大魁北克省舍布魯克的大型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，被安置在一個(gè)重要的量子生態(tài)系統(tǒng)中間，該生態(tài)系統(tǒng)涵蓋來(lái)自舍布魯克大學(xué)、PINQ和領(lǐng)先行業(yè)參與者的知名學(xué)者。
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Quadela推出歐洲第一臺(tái)在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)的光量子計(jì)算機(jī)
本月，Quandela推出了首個(gè)歐洲在線(xiàn)服務(wù)，使得用戶(hù)可以訪(fǎng)問(wèn)其在Massy場(chǎng)所組裝和托管的量子計(jì)算機(jī)。因此，科學(xué)家、行業(yè)參與者和公司可以訪(fǎng)問(wèn)多個(gè)光子處理器來(lái)計(jì)算多達(dá)5個(gè)光子量子比特。Quandela的目標(biāo)是到2023年底完成可在線(xiàn)提供12個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)，每增加一個(gè)光子量子比特，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力就會(huì)翻一番。
按照Quadela2021年的計(jì)劃，全棧容錯(cuò)光子量子計(jì)算機(jī)的中期發(fā)展達(dá)到了一個(gè)新的里程碑。用戶(hù)現(xiàn)在可以使用Quandela的Perceval軟件套件，在現(xiàn)有的模擬器之外，在真正的光子量子處理器（QPU）上開(kāi)發(fā)和運(yùn)行算法，從而可以在真實(shí)架構(gòu)上驗(yàn)證第一個(gè)算法。通過(guò)向所有用戶(hù)提供第一臺(tái)光子量子計(jì)算機(jī)，Quandela在容錯(cuò)光子量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展中達(dá)到了一個(gè)真正的里程碑，進(jìn)一步證明了其量子技術(shù)的可行性。這一新步驟再次鞏固了Quandela和EDF與ONERA等工業(yè)公司的合作伙伴關(guān)系。
這項(xiàng)新的在線(xiàn)量子計(jì)算服務(wù)首次被來(lái)自歐洲各地的研究人員和學(xué)生使用，他們參加了Quandela于11月初在索邦大學(xué)組織的量子黑客馬拉松。超過(guò)60名參與者能夠?yàn)樘├灼澋裙I(yè)合作伙伴提出的具體用例提出解決方案，并在光子處理器上運(yùn)行。歐洲的第一臺(tái)云量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)開(kāi)始為部分供應(yīng)商提供量子服務(wù)，特別是美國(guó)和加拿大，如IBM，允許工業(yè)參與者發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)特定于其行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)程。
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世界上最大的量子化學(xué)數(shù)據(jù)集將助力新材料設(shè)計(jì)和藥物發(fā)現(xiàn)
預(yù)測(cè)物體的屬性是機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)算法最自然的任務(wù)，分子或晶體也不例外。每個(gè)藥物發(fā)現(xiàn)或材料設(shè)計(jì)管道都取決于預(yù)測(cè)未來(lái)產(chǎn)品的物理和化學(xué)特性的能力。然而，與更傳統(tǒng)的ML領(lǐng)域（例如圖像或文本）相比，驗(yàn)證模型的工作在金錢(qián)和時(shí)間上要昂貴得多。評(píng)估質(zhì)量需要在濕實(shí)驗(yàn)室合成結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行真實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估每一個(gè)特性。除此之外，要訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型來(lái)預(yù)測(cè)分子特性，需要訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)感興趣特性的相關(guān)數(shù)據(jù)，而質(zhì)量則取決于數(shù)據(jù)集的大小和多樣性。
深度學(xué)習(xí)(DL)在圖卷積網(wǎng)絡(luò)方面的最新進(jìn)展開(kāi)辟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域，即用于量子化學(xué)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這種方法可以通過(guò)預(yù)測(cè)其量子屬性來(lái)評(píng)估分子種原子的3D排列構(gòu)象。人工智能研究所AIRI的生命科學(xué)研究小組決定計(jì)算和共享使用DL在DFT級(jí)別上計(jì)算的最大量子化學(xué)數(shù)據(jù)集理論。該研究現(xiàn)已發(fā)表在物理化學(xué)化學(xué)物理上，并與斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究所和圣彼得堡斯泰克洛夫數(shù)學(xué)研究所的科學(xué)家合作進(jìn)行。團(tuán)隊(duì)在兩個(gè)常見(jiàn)任務(wù)上重新實(shí)現(xiàn)和評(píng)估了最先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：預(yù)測(cè)給定分子構(gòu)象的勢(shì)能和DFT哈密頓量。實(shí)驗(yàn)中提供的數(shù)據(jù)集包含超過(guò)100萬(wàn)種藥物樣分子產(chǎn)生的超過(guò)500萬(wàn)種構(gòu)象，以及構(gòu)象能量、DFT哈密頓矩陣、波函數(shù)等量子特性。單個(gè)構(gòu)象計(jì)算平均需要大約5分鐘的CPU時(shí)間，整個(gè)數(shù)據(jù)集的處理總共需要大約50年的CPU時(shí)間。
盡管獲得接近化學(xué)準(zhǔn)確性的模型仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，但實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，更大的數(shù)據(jù)集將會(huì)產(chǎn)生更好的ML模型，使得機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域不斷發(fā)展。
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04
量子通信與安全
Quantum Communication & Security
德國(guó)電信加入歐洲量子互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目
來(lái)自德國(guó)德累斯頓工業(yè)大學(xué)（TUD）的Frank HP Fitzek教授和來(lái)自德國(guó)電信通信網(wǎng)絡(luò)的Riccardo Bassoli教授代表TUD參與歐洲量子互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合項(xiàng)目。他們與來(lái)自科研界和工業(yè)界的40個(gè)合作伙伴一起研究創(chuàng)新歐洲量子互聯(lián)網(wǎng)的原型。兩位研究人員對(duì)未來(lái)如何使用量子技術(shù)改善電信網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出非常大的興趣。量子互聯(lián)網(wǎng)將量子計(jì)算機(jī)相互連接起來(lái)，這些計(jì)算機(jī)使用可以同時(shí)呈現(xiàn)多種狀態(tài)并與物理物質(zhì)或光粒子連接的量子比特。量子系統(tǒng)可以比經(jīng)典系統(tǒng)攜帶更多信息，因?yàn)樗鼈冊(cè)诮M件之間而不是在組件內(nèi)部編碼信息。
使用量子比特可以盡早實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)谌綗o(wú)法獲取的安全信息的目的。借助量子物理學(xué)的糾纏現(xiàn)象，可以可靠地檢測(cè)到攔截線(xiàn)路的任何第三方。就像傳送一樣，一個(gè)人可以將信息傳遞給另一個(gè)人。盡管它們之間有距離，第一個(gè)光粒子的狀態(tài)也出現(xiàn)在第二個(gè)光子中。兩個(gè)量子比特的糾纏不能被打破，創(chuàng)建一個(gè)私人連接。量子密碼學(xué)利用這一原理對(duì)信息進(jìn)行加密，使其可以安全、私密地傳輸。
為期七年的QIA項(xiàng)目于2022年10月啟動(dòng)，目的是為歐洲創(chuàng)建一個(gè)量子互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。該聯(lián)盟是量子旗艦項(xiàng)目的一部分，這是一個(gè)由歐盟委員會(huì)資助的數(shù)十億歐元的研究項(xiàng)目，為了支持歐洲的研究人員和公司創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字獨(dú)立的歐洲。QIA過(guò)去幾年一直在為其原型的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。包括第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)多處理器量子網(wǎng)絡(luò)、第一個(gè)量子軟件和網(wǎng)絡(luò)堆棧，以及一個(gè)最先進(jìn)的量子中繼器系統(tǒng)，它將在未來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離量子通信。
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Arqit宣布其量子安全方案在保護(hù)數(shù)據(jù)的同時(shí)可節(jié)省能源
量子安全公司Arqit Quantum表示，到2030年，通信技術(shù)將占全球溫室氣體排放量的23%。眾所周知，保護(hù)數(shù)據(jù)的加密解決方案需要大量計(jì)算，因此需要大量能源，而Arqit旗下的QuantumCloud加密軟件與其他替代方案相比，可將能耗降低58%。
這家總部位于英國(guó)、由美國(guó)資助的公司引用了其首席密碼學(xué)家Daniel Shiu和其他兩位學(xué)者的一項(xiàng)研究，表示Arqit的技術(shù)可以減少運(yùn)營(yíng)部署密碼學(xué)的碳足跡。這意味著與非對(duì)稱(chēng)加密替代方案所需的能源相比，全球采用對(duì)稱(chēng)密鑰系統(tǒng)可以節(jié)省超過(guò)一半的能源。因此，隨著向量子安全加密的遷移開(kāi)始，Arqit的對(duì)稱(chēng)密鑰協(xié)議提供了有利于環(huán)境的替代方案，并且是市場(chǎng)上唯一具有獨(dú)立驗(yàn)證安全證明的方法，證實(shí)了零信任可證明的量子安全性。
Arqit創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官David Williams表示：Arqit的使命是保護(hù)我們政府、企業(yè)和公民的數(shù)據(jù)安全。最近發(fā)布的安全聲明也證實(shí)，Arqit在這方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
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Aliro Quantum將在量子世界大會(huì)上第一個(gè)基于糾纏的量子網(wǎng)絡(luò)
量子網(wǎng)絡(luò)公司Aliro Quantum于美國(guó)東部時(shí)間11月15日宣布，首席執(zhí)行官Jim Ricotta已受邀在量子世界大會(huì)上主持小組討論，主題為量子通信：領(lǐng)域現(xiàn)狀。這場(chǎng)為期三天的活動(dòng)將于2022年11月29日至12月1日在華盛頓特區(qū)舉行。該公司還將在量子世界大會(huì)的308號(hào)展臺(tái)展示其最近推出的基于綜合多用途糾纏的量子網(wǎng)絡(luò)解決方案AliroNet?。
Ricotta的小組討論將于美國(guó)東部時(shí)間11月30日星期三下午3:10在量子世界大會(huì)上舉行，將討論量子通信社區(qū)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題，包括最有希望的進(jìn)展、潛在用例和行業(yè)應(yīng)用。而即將進(jìn)行展示的AliroNet?是一種量子網(wǎng)絡(luò)解決方案，用于模擬基于多用途糾纏的量子網(wǎng)絡(luò)，實(shí)施小規(guī)模試點(diǎn)，并部署全面的通用糾纏量子網(wǎng)絡(luò)。AliroNet?將被作為服務(wù)提供，包括Aliro Simulator、Aliro Orchestrator、Aliro Controller和AlirOS?。
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SpeQtral推出東南亞首個(gè)量子網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)中心
SpeQtral宣布與東芝數(shù)字解決方案公司合作推出東南亞首個(gè)量子網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)中心QNEX。該中心是一個(gè)協(xié)作技術(shù)展示平臺(tái)，將向包括政府機(jī)構(gòu)和私營(yíng)企業(yè)（如銀行、電信公司和數(shù)據(jù)中心）在內(nèi)的戰(zhàn)略合作伙伴開(kāi)放。它將作為一個(gè)平臺(tái)來(lái)探索和原型化基于量子密鑰分發(fā)（QKD）的商業(yè)量子密碼用例。QKD利用量子物理定律創(chuàng)建不可破解的加密密鑰，這將增強(qiáng)通信基礎(chǔ)設(shè)施抵御現(xiàn)有和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)攻擊（包括量子計(jì)算機(jī)所面臨的攻擊）的彈性。
繼SpeQtral在2021年與東芝建立合作伙伴關(guān)系后，QNEX的推出標(biāo)志著兩家公司積極推動(dòng)在新加坡和東南亞布局量子安全通信的意圖和雄心。QNEX位于SpeQtral的辦公室，預(yù)計(jì)將作為新加坡國(guó)家量子安全網(wǎng)絡(luò)（NQSN）中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)是作為量子工程計(jì)劃的一項(xiàng)倡議而啟動(dòng)的測(cè)試臺(tái)，用于全國(guó)范圍內(nèi)的量子安全通信技術(shù)試驗(yàn)旨在增強(qiáng)處理敏感數(shù)據(jù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和組織的網(wǎng)絡(luò)安全。QNEX合作伙伴將能夠利用最先進(jìn)的硬件、軟件以及SpeQtral和東芝的綜合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，了解為各種商業(yè)用例部署QKD系統(tǒng)的操作問(wèn)題。
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亞馬遜科研團(tuán)隊(duì)將為Q-NEXT帶來(lái)量子通信創(chuàng)新
Q-NEXT量子研究中心于2022年宣布亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AWS)與其建立了合作關(guān)系。此次合作不僅是Q-NEXT利用全球最全面、應(yīng)用最廣泛的云平臺(tái)資源的機(jī)會(huì)，也是AWS與其他機(jī)構(gòu)對(duì)接以加速公司量子技術(shù)研發(fā)的機(jī)會(huì)。
美國(guó)國(guó)家量子信息科學(xué)研究中心由美國(guó)能源部(DOE)的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室牽頭，Q-NEXT開(kāi)發(fā)的量子技術(shù)將改善人們的生活。例如，專(zhuān)家們正在努力建立防竊聽(tīng)的量子信息網(wǎng)絡(luò)，這一發(fā)展將特別有利于金融等領(lǐng)域。AWS量子網(wǎng)絡(luò)中心的負(fù)責(zé)人同時(shí)也是AWS研究科學(xué)家的Antia Lamas-Linares將帶領(lǐng)她的團(tuán)隊(duì)研究將信息編碼為光子的量子特性。通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行加密，他們正在努力探索如何以傳統(tǒng)計(jì)算和通信無(wú)法實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大方式來(lái)存儲(chǔ)、控制、計(jì)算和傳輸信息。作為Q-NEXT中心的一部分，這項(xiàng)工作得到了美國(guó)能源部國(guó)家量子信息科學(xué)研究中心的支持。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4662999.html?templateId=520429
05
量子精密測(cè)量
Quantum precision measurements
美國(guó)團(tuán)隊(duì)以基于量子的精度實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)合成的創(chuàng)紀(jì)錄水平
美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院NIST與科羅拉多大學(xué)博爾德分校學(xué)院合作，發(fā)表了一篇題為具有集成超導(dǎo)雙工器的RF約瑟夫任意波形合成器的論文，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明整體研究向?qū)拵А⒓伞⒒诹孔拥奈⒉妷涸催~出了重要一步，有用功率高于-30 dBm。
NIST本次合作的目標(biāo)是通過(guò)向通信和儀器制造商提供自我校準(zhǔn)的、基于量子的標(biāo)準(zhǔn)和自動(dòng)化測(cè)量能力，推進(jìn)基于量子的射頻通信標(biāo)準(zhǔn)，以消除校準(zhǔn)和可追溯鏈測(cè)量的成本和開(kāi)銷(xiāo)。該團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種用于產(chǎn)生微波頻率波形的量子定義超導(dǎo)可編程電壓源。電壓源是一個(gè)RF約瑟夫任意波形合成器(RF-JAWS)，它利用冷卻至4 K并由4,500個(gè)約瑟夫結(jié)陣列組成的超導(dǎo)集成電路。
研究人員整合了片上超導(dǎo)雙工器，并將它們與RF-JAWS電路集成，以在1.005GHz下實(shí)現(xiàn)22mV rms的開(kāi)路信號(hào)，這比最先進(jìn)的技術(shù)提高了25%。由于更寬的通帶和更低的損耗，與最先進(jìn)的技術(shù)相比，集成濾波的使用使微波幅度增加了25%。對(duì)新電路的測(cè)量表明，它正確地合成了射頻波形和基于量子效應(yīng)的信號(hào)幅度。這一里程碑為改進(jìn)現(xiàn)代高速通信組件和儀器的高精度射頻電壓和功率測(cè)量創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4629135.html?templateId=520429
06
教育&人才
Education&Talents
哈佛大學(xué)為學(xué)生提供了跨學(xué)科探索量子科學(xué)的機(jī)會(huì)
哈佛大學(xué)新的量子項(xiàng)目于2021年春季啟動(dòng)，是世界上最早的博士項(xiàng)目之一。該主題的計(jì)劃旨在幫助關(guān)鍵和快速新興的量子科技領(lǐng)域的未來(lái)領(lǐng)導(dǎo)者和創(chuàng)新者做好準(zhǔn)備。在第一學(xué)期中，一共有11名學(xué)生作為第一批學(xué)生入住，他們將學(xué)習(xí)量子信息、系統(tǒng)、材料和工程。哈佛大學(xué)希望他們結(jié)合課程作業(yè)和項(xiàng)目中的指導(dǎo)，從而獲得的廣泛研究經(jīng)驗(yàn)，這將有助于為他們提供廣泛而全面的教育，以繼續(xù)從事量子領(lǐng)域的職業(yè)，無(wú)論是作為學(xué)術(shù)界的教育者，還是發(fā)展中的作為大學(xué)、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)界的研究人員，開(kāi)發(fā)下一級(jí)系統(tǒng)和應(yīng)用程序。
量子力學(xué)帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步是跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的。該領(lǐng)域的進(jìn)步有望在醫(yī)療保健、量子計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)安全、藥物開(kāi)發(fā)、氣候變化預(yù)測(cè)、機(jī)器學(xué)習(xí)、通信技術(shù)和金融服務(wù)等領(lǐng)域帶來(lái)現(xiàn)實(shí)世界的突破。被錄取的學(xué)生的背景反映了這種多樣性——從物理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)到化學(xué)、電氣工程和數(shù)學(xué)。該計(jì)劃的學(xué)生將獲得藝術(shù)與科學(xué)研究生院的學(xué)位，而豐富的課程選擇為他們提供了跨學(xué)科探索量子科學(xué)的機(jī)會(huì)。
SEAS電氣工程與應(yīng)用科學(xué)教授Evelyn L. Hu說(shuō)：該項(xiàng)目的第一批學(xué)生在擁抱‘量子未來(lái)’方面的才能、遠(yuǎn)見(jiàn)和熱情都非常出色。我希望該項(xiàng)目及其學(xué)生繼續(xù)在這個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)上更進(jìn)一步：在其前景和機(jī)會(huì)方面具有多樣性和多面性，同時(shí)即使在項(xiàng)目擴(kuò)展的同時(shí)保持強(qiáng)烈的社區(qū)意識(shí)。
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印度理工學(xué)院提供為期兩周的高級(jí)量子計(jì)算課程
印度理工學(xué)院馬德拉斯分校(IIT Madras)Pravartak技術(shù)基金會(huì)正在組織為期兩周的高級(jí)量子計(jì)算課程，并提供有關(guān)IBM QISKIT的實(shí)踐培訓(xùn)。該課程與印度計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(ACM)和Mphasis量子信息、通信和計(jì)算中心(MCQuICC)合作開(kāi)設(shè)，將于2022年12月5日至16日在IIT馬德拉斯校區(qū)舉辦。
高級(jí)量子計(jì)算課程將側(cè)重于向熟悉量子計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)的參與者介紹專(zhuān)業(yè)主題。它還將介紹QISKIT運(yùn)行以及IBM QISKIT中編程的默認(rèn)方法。IIT Madras主任V. Kamakoti強(qiáng)調(diào)了該計(jì)劃的獨(dú)特之處，他說(shuō)：高級(jí)量子計(jì)算冬季學(xué)校由IITM Pravartak技術(shù)基金會(huì)、印度計(jì)算機(jī)械協(xié)會(huì)以及Mphasis量子信息、通信和Computing and IBM共同開(kāi)設(shè)，是同類(lèi)課程中的第一個(gè)，為參與者提供IBM量子計(jì)算機(jī)的編程經(jīng)驗(yàn)。這一高級(jí)課程將幫助參與者探索和擴(kuò)展使用量子計(jì)算機(jī)執(zhí)行跨多個(gè)領(lǐng)域的高性能任務(wù)的可能性。
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荷蘭大學(xué)設(shè)立量子安全通信和網(wǎng)絡(luò)博士學(xué)位
最近，荷蘭經(jīng)濟(jì)事務(wù)和氣候政策部授予Quantum Delta NL總計(jì)6.15億歐元，以推動(dòng)量子技術(shù)的進(jìn)步。作為Quantum Delta NL五個(gè)主要量子中心之一的埃因霍溫科技大學(xué)，通過(guò)匯集一流的科學(xué)家、工程師、學(xué)生和企業(yè)家，在量子技術(shù)的前沿合作創(chuàng)新。現(xiàn)在埃因霍溫科技大學(xué)設(shè)立了量子安全通信和網(wǎng)絡(luò)博士學(xué)位，以進(jìn)一步促進(jìn)量子技術(shù)的發(fā)展。
該項(xiàng)目的目標(biāo)是設(shè)計(jì)和評(píng)估量子安全通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并制定必要的標(biāo)準(zhǔn)和例程以建立量子安全通信鏈路。該研究可能包括其他主題，例如基于QKD的網(wǎng)絡(luò)所需的身份驗(yàn)證以及信任的建立和傳播、經(jīng)典通信和量子通信之間的集成以及QKD關(guān)鍵用例的評(píng)估。學(xué)習(xí)過(guò)程中將有機(jī)會(huì)使用最新的電信和量子密鑰分發(fā)技術(shù)以及埃因霍溫科技大學(xué)開(kāi)發(fā)的新型組件和系統(tǒng)，為在歐洲部署的最先進(jìn)的QKD測(cè)試平臺(tái)做出貢獻(xiàn)，并參與量子安全通信不同用例的演示。
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07
核心器件
Core Equipments
量子計(jì)算供應(yīng)商代爾夫特電路加入NASA南極洲項(xiàng)目
代爾夫特電路（Delft Circuits）是世界上最先進(jìn)的低溫電纜解決方案的制造商，于本月宣布將加入南極洲的BICEP項(xiàng)目，為加州理工學(xué)院的NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)和其他項(xiàng)目合作伙伴提供支持。宇宙河外極化背景成像項(xiàng)目(BICEP)已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)年，現(xiàn)在正在尋求硬件升級(jí)的解決方案，以提高其望遠(yuǎn)鏡的靈敏度，以便使該項(xiàng)目更加深入地研究宇宙，從而了解更多關(guān)于宇宙起源的信息。因此，JPL帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)創(chuàng)一種新方法來(lái)擴(kuò)展望遠(yuǎn)鏡陣列的高頻接收器上的探測(cè)器數(shù)量。
JPL團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已確定，代爾夫特電路公司制造的先進(jìn)電纜將安裝在望遠(yuǎn)鏡的低溫恒溫器中，作為其新相機(jī)的一部分。該團(tuán)隊(duì)還將用新的熱動(dòng)感應(yīng)探測(cè)器（TKID）取代望遠(yuǎn)鏡的傳感器，這是利用量子力學(xué)特性的超導(dǎo)探測(cè)器。TKID的基礎(chǔ)設(shè)施要求以及用于測(cè)量它們的技術(shù)與在量子系統(tǒng)中設(shè)置和測(cè)量量子比特所需的技術(shù)極為相似。一旦安裝了新設(shè)備，實(shí)驗(yàn)將驗(yàn)證這項(xiàng)新技術(shù)啟用的頻率復(fù)用是否允許望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)器進(jìn)行必要的縮放以提高靈敏度。同時(shí)團(tuán)隊(duì)將在BICEP陣列望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部使用Cri/oFlex多通道和RF低溫I/O電纜，這些材料耐用且靈活，而不是像替代品那樣剛性。這為用戶(hù)提供了在其過(guò)程中設(shè)計(jì)和測(cè)試多個(gè)原型的機(jī)會(huì)，同時(shí)為每次不同的迭代反復(fù)使用電纜，因此在成本和設(shè)置時(shí)間方面為用戶(hù)提供了巨大的價(jià)值。
BICEP陣列望遠(yuǎn)鏡使用過(guò)渡邊緣傳感器在宇宙微波背景中尋找引力波的痕跡。TKID將取代這些傳感器，其性能將通過(guò)將其結(jié)果與使用舊技術(shù)生成的現(xiàn)有地圖進(jìn)行比較來(lái)驗(yàn)證。如果成功，該實(shí)驗(yàn)將進(jìn)一步驗(yàn)證TKID作為未來(lái)任務(wù)的可行技術(shù)。
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NIST的量子島網(wǎng)格技術(shù)將帶來(lái)更強(qiáng)大的量子模擬器
美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)的研究人員創(chuàng)建了由量子點(diǎn)組成的網(wǎng)格，并研究了當(dāng)電子潛入這些原子島群時(shí)會(huì)發(fā)生什么。在這些相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)置中測(cè)量電子的行為有望深入了解電子在現(xiàn)實(shí)世界復(fù)雜的材料中的行為，并可以幫助研究人員設(shè)計(jì)設(shè)備，使強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)和其他創(chuàng)新技術(shù)成為可能。
在實(shí)驗(yàn)中，研究人員制作了多個(gè)3×3精確間隔的量子點(diǎn)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格包含一到三個(gè)磷原子，連接到網(wǎng)格的是電線(xiàn)和其他使電子能夠流過(guò)它們的組件。網(wǎng)格提供了電子可以在近乎理想的、教科書(shū)般的條件下運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，不受現(xiàn)實(shí)世界材料的混雜影響。研究人員將電子注入網(wǎng)格并觀察它們?cè)谘芯咳藛T改變條件（例如點(diǎn)之間的間距）時(shí)的行為。對(duì)于點(diǎn)靠近的網(wǎng)格，電子往往會(huì)散開(kāi)并像波浪一樣起作用，基本上同時(shí)存在于多個(gè)地方。當(dāng)點(diǎn)相距很遠(yuǎn)時(shí)，它們有時(shí)會(huì)被困在單個(gè)點(diǎn)中，就像絕緣材料中的電子一樣。
網(wǎng)格的高級(jí)版本將使研究人員能夠研究電子在可控環(huán)境中的行為，其詳細(xì)程度是世界上最強(qiáng)大的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確模擬的。它將打開(kāi)通往成熟的模擬量子模擬器的大門(mén)，從而解開(kāi)高溫超導(dǎo)體等奇異材料的秘密。它還可以提供有關(guān)如何通過(guò)控制量子點(diǎn)陣列的幾何形狀來(lái)創(chuàng)建材料（例如拓?fù)浣^緣體）的提示。NIST研究人員繼續(xù)改進(jìn)了他們的制造方法，因此可以可靠地創(chuàng)建一系列相同的、等間距的點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)只有一個(gè)原子，從而為完全精確的量子模擬器提供更理想的環(huán)境。研究人員著眼于制造這樣一個(gè)由5x5的陣列組成的具有更大量子點(diǎn)網(wǎng)格的模擬器，它所實(shí)現(xiàn)的電子行為即使是最先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)也無(wú)法模擬。
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08
基礎(chǔ)研究
Basic Research
中科院精密測(cè)量院成功實(shí)現(xiàn)國(guó)際上第一個(gè)非厄米量子熱機(jī)實(shí)驗(yàn)
近日，精密測(cè)量院馮芒研究團(tuán)隊(duì)與廣州工業(yè)技術(shù)研究院、鄭州大學(xué)、湖南師范大學(xué)、鄭州輕工業(yè)大學(xué)、日本理化學(xué)研究所和美國(guó)賓州州立大學(xué)等國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)合作，利用超冷離子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上第一個(gè)非厄米量子熱機(jī)實(shí)驗(yàn)。該熱機(jī)的工作物質(zhì)是一個(gè)開(kāi)放的（即非厄米的）量子體系，四個(gè)熱力學(xué)沖程基于劉維爾奇異點(diǎn)（即體系的本征能量簡(jiǎn)并點(diǎn)，使本征態(tài)和本征能量塌縮到一點(diǎn)）的不同拓?fù)湎啵瑢?shí)驗(yàn)觀察顯示出等容加熱沖程和等容冷卻沖程分別處于嚴(yán)格相和破缺相的量子奧拓?zé)釞C(jī)具有最高的熱機(jī)效率的新結(jié)論，對(duì)量子熱機(jī)的研究具有重要意義。該研究成果2022年10月20日在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際著名自然科學(xué)期刊《自然通訊》上。
該項(xiàng)研究展現(xiàn)的是國(guó)際上第一個(gè)基于非厄米體系的量子熱機(jī)實(shí)驗(yàn)工作，通過(guò)精確操控單個(gè)囚禁離子的動(dòng)力學(xué)確立了量子相干性、劉維爾奇異點(diǎn)和量子熱機(jī)效率三者之間的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顛覆了增加量子相干性便可提升量子熱機(jī)效率的主流觀念，因此將有助于深入理解非厄米動(dòng)力學(xué)及劉維爾奇異點(diǎn)對(duì)量子體系的熱力學(xué)過(guò)程和現(xiàn)象的影響。此外，由于上述研究中的工作物質(zhì)是單個(gè)原子，而原子是化學(xué)變化中的最小粒子，因此該研究的結(jié)論和所展現(xiàn)的技術(shù)具有一定的普適性，有望應(yīng)用于能源、生物、醫(yī)藥和工程等領(lǐng)域，用于開(kāi)發(fā)分子馬達(dá)、納米機(jī)器人和微型智能裝置等。
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量子生物學(xué)家認(rèn)為：酶可能是理解DNA如何突變的關(guān)鍵
根據(jù)薩里大學(xué)的一項(xiàng)新研究，酶對(duì)于控制細(xì)胞在人體內(nèi)的復(fù)制方式至關(guān)重要，它可能是促使DNA自發(fā)突變的成分，也可能導(dǎo)致永久性遺傳錯(cuò)誤。薩里大學(xué)量子生物學(xué)博士培訓(xùn)中心的研究人員使用最先進(jìn)的量子化學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，DNA自我復(fù)制過(guò)程的一部分發(fā)生的速度比之前預(yù)測(cè)的快100倍。這一發(fā)現(xiàn)為假定的理論提供了新的思路，該理論表明量子效應(yīng)不會(huì)存在足夠長(zhǎng)的時(shí)間而不會(huì)受到復(fù)制過(guò)程的影響。
以前人們普遍認(rèn)為認(rèn)為解旋酶作用太慢。但當(dāng)鏈分開(kāi)時(shí)，任何自發(fā)的點(diǎn)突變都會(huì)找到回到其自然且更穩(wěn)定位置的方法。這項(xiàng)新研究開(kāi)始解釋量子力學(xué)效應(yīng)如何可能成為基因突變及其對(duì)地球生命的許多后果的秘密的關(guān)鍵。此外，這份新報(bào)告發(fā)現(xiàn)，這種機(jī)械分離實(shí)際上可以穩(wěn)定DNA的突變形式。
該研究的合著者M(jìn)ax Winokan說(shuō)：我們一直認(rèn)為量子力學(xué)會(huì)在生物環(huán)境中受到影響。然而，意想不到的是由于量子隧穿引起的突變使解旋酶的作用更加穩(wěn)定。雖然其他人將解旋酶描繪成量子突變的看門(mén)人，但我們的研究表明，這種酶與突變的形成密切相關(guān)。
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