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2020年6月國內外量子科技進展(總第11期)
發布時間:2020-07-01 15:56:56 點擊瀏覽:

20206月國內外量子科技進展(總第11期)

【編者按】

宏偉的大廈總是由許多大大小小的基石和支柱構成。在量子互聯的大廈藍圖中,前沿科技仍在不斷地打造更好的基石,從理論到實驗,從高精裝置到集成器件,從密鑰分發網到量子計算網……感謝您對科大國盾量子技術股份有限公司和量子信息技術的關注,我們盡力檢索了國內外主流網站和期刊,摘錄出領域關聯度和重要度較高的部分科技產業動態和前沿研究成果,供讀者快速了解。


一、本期頭條


【“墨子號”實現基于糾纏的無中繼千公里量子保密通信】

中國科學技術大學潘建偉及其同事彭承志、印娟等組成的研究團隊,聯合牛津大學Artur Ekert、中科院上海技術物理研究所王建宇團隊、微小衛星創新研究院、光電技術研究所等相關團隊,利用墨子號量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公里級基于糾纏的量子密鑰分發。

該實驗成果不僅將以往地面無中繼量子保密通信的空間距離提高了一個數量級,并且通過物理原理確保了即使在衛星被他方控制的極端情況下依然能實現安全的量子通信,取得了量子通信現實應用的重要突破。

615日,研究團隊在國際學術期刊《自然》雜志上在線發表了題為基于糾纏的千公里級安全量子加密(Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres的研究論文。《自然》雜志為此專門發布了題為基于衛星的遠距離安全通信(Quantum physics: Long-range satellite-based secure communications的新聞稿(Press release)加以推介。(來源:中國科大官網)

原文鏈接:http://news.ustc.edu.cn/info/1095/72178.htm

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2401-y


二、政策和戰略


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【重慶市:建設重慶至北京、上海等地的保密通信干線網】

近日,重慶市對外發布《重慶市新型基礎設施重大項目建設行動方案(2020—2022)》,方案提出要提前布局量子通信網,探索量子通信信息安全加密服務應用,建設重慶至北京、上海等地的保密通信干線網,逐步拓展量子安全認證和量子加密終端等新型應用場景。(來源:重慶市政府官網)

原文鏈接:http://www.cq.gov.cn/zwgk/fdzdgknr/lzyj/xzgfxwj/szf_38655/202006/t20200619_7592738.html?from=timeline


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【德國政府將投資20億歐元用于量子技術開發】

德國聯邦政府已同意一項1300億歐元的刺激計劃,其中包括500億歐元的基金,用于投資氫經濟、量子技術和人工智能等領域,以便在遏制冠狀病毒的封鎖中重振德國經濟。作為1300億歐元刺激計劃的一部分,德國政府擬出資20億歐元實施量子技術創新計劃,目標是德國在量子技術的關鍵領域的經濟和技術方面應處于世界前列。

原文鏈接:

https://www.icis.com/explore/resources/news/2020/06/04/10515724/germany-s-chemicals-see-shortcomings-in-130bn-stimulus-package

https://www.bundesfinanzministerium.de/Content/DE/Standardartikel/Themen/Schlaglichter/Konjunkturpaket/2020-06-03-eckpunktepapier.pdf?__blob=publicationFile&v=9


【對標中美歐,日本擬建8個量子核心研發基地】

日經中文網6月消息,鑒于中國、美國和歐洲投入巨額資金支持開展量子技術研究,日本政府將在2020年度起的5年里完善量子技術的研發體制,并在量子安全技術、量子元件及材料、超導量子計算機、量子計算機應用技術、量子軟件、量子生物學、量子慣性傳感器、光晶格鐘8個領域建立核心研發基地。日本政府將構建產業、政府、科研一體化的研發體制,在基礎研究、技術驗證、知識產權管理、人才培養等方面采取全面行動。(來源:日經中文網)

原文鏈接:

https://www.telecompaper.com/news/itmo-university-to-design-quantum-network-for-russian-railways--1337193

https://tass.com/economy/1158951


【以色列宣布成立量子通信技術等3個高科技產學聯盟】

以色列創新局67日宣布成立3個高科技產學聯盟,分別涉及自動駕駛汽車技術、量子通信技術和先進材料加工技術。根據以色列創新局當天發布的公告,以色列將在未來3年內為這些聯盟撥付總額1.5億新謝克爾(約合4300萬美元)的財政投資。量子通信聯盟獲得以色列創新局和以色列國防部的共同資助,將成為該國國家量子項目的一部分。該聯盟的目標是降低量子通信成本并改善量子加密技術等。(來源:新華網)

原文鏈接:http://www.xinhuanet.com/world/2020-06/07/c_1126084978.htm


【俄羅斯將在遠東地區成立太平洋量子研究中心】

據俄羅斯塔斯社報道,俄羅斯遠東聯邦大學近期將成立太平洋量子研究中心,該中心將致力于研究具有前景的量子材料、宇宙進化問題和藥物研發基礎理論等。俄羅斯科學和教育部每年預計獲取資助3600萬盧布用于該中心建設,資助期限到2023年,還有可能延長。(來源:科技部官網)

原文鏈接:http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202005/t20200506_153596.htm


【英國政府為量子隨機數發生器項目撥款280萬英鎊】

英國政府的產業戰略挑戰基金為量子隨機數發生器(QRNG)項目撥款280萬英鎊。隨機數生成器是數字密碼密鑰的關鍵,面臨的挑戰是,它們需要真正的隨機性和唯一性,目前還沒有辦法真正告訴人們量子隨機數發生器是真正的無模式發生器。這個項目由國家物理實驗室(NPL)領導,旨在改變這種狀況。

原文鏈接:https://www.verdict.co.uk/quantum-random-number-generators-assurance/


三、產業進展


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【長三角共建一體化量子通信干線網絡】

66日,在浙江湖州舉辦的長三角地區主要領導座談會重點項目簽約儀式上,上海電信、浙江東方、江蘇通服、國盾量子作為代表,上臺簽署合作框架協議,就共建長三角一體化量子通信干線網絡、培育和發展量子通信戰略性新興產業達成共識。

根據“湖州會議”達成的共識,16家龍頭企業將在三省一市的指導和支持下,按照戰略牽引、市場驅動、整體規劃、分步實施的思路,建設互聯互通、管理協同的長三角量子通信網絡,共同推進量子通信應用,培育量子通信產業,推動長三角地區成為具有全球影響力和競爭力的量子通信科技創新中心和產業集群高地。(綜合自:第一財經日報、安徽日報、新華日報、解放日報等)

原文鏈接:http://app.ahrb.com.cn/ahrb/layout/202006/07/node_03.html#c152201


——國 ——


【霍尼韋爾宣布推出世界最強量子計算機】

霍尼韋爾6月宣布,經過科學家、工程師和技術人員組成的團隊長期的不懈努力,已建造了目前世界上性能最好的量子計算機,霍尼韋爾量子計算機的量子體積為64Quantum volume),它的性能是業界下一代計算機的兩倍。據霍尼韋爾量子解決方案公司總裁Tony Uttley介紹,霍尼韋爾的量子計算機擁有質量最高、錯誤率最低的可用量子比特,而且使用相同的、全連接(fully connected)的量子比特和精確控制的組合。(來源:霍尼韋爾官網)

原文鏈接:

https://www.honeywell.com/en-us/newsroom/news/2020/06/the-worlds-highest-performing-quantum-computer-is-here


【歐洲打造100%歐羅巴血統的量子生態體系】

全球數字服務公司Atos,芬蘭IT科學中心CSC和歐洲超導量子計算公司IQM近日宣布,三者強強聯手,共同建立合作伙伴關系,以創建首個全面的100%屬于歐洲的量子生態系統,其中包括模擬器、通用編程環境和量子硬件,以推動量子物理學的發展,激發歐洲研究人員對量子算法的研究,從而生產出用于特定應用領域的量子計算機,加快量子計算商業化的步伐。(來源:量子客官網)

原文鏈接:https://www.qtumist.com/post/11505


【瑞士蘇黎世聯邦理工學院推出首個直觀量子編程語言Silq

近日,瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的研究人員開發出一種用于量子計算機的高級編程語言Silq,其可以像傳統計算機一樣簡單、可靠且安全地對量子計算機進行編程。其代碼更簡潔、運行更快,且對于編程人員更直觀和容易理解。(來源:蘇黎世聯邦理工學院官網)

原文鏈接:https://ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2020/06/the-first-intuitive-programming-language-for-quantum-computers.html


四、科技前沿


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【我國在超冷原子量子計算與量子模擬領域取得重要進展】

中國科大潘建偉、苑震生等在超冷原子量子計算和模擬研究中取得重要進展。他們在理論上提出并實驗實現原子深度冷卻新機制的基礎上,在光晶格中首次實現了1250對原子高保真度糾纏態的同步制備,為基于超冷原子光晶格的規模化量子計算與模擬奠定了基礎。北京時間619日,國際學術期刊《科學》雜志以“First Release”形式在線發布了該研究成果。(來源:中國科大官網)

原文鏈接:http://news.ustc.edu.cn/info/1095/72177.htm

論文鏈接:https://science.sciencemag.org/content/early/2020/06/17/science.aaz6801


【基于超構表面的高維量子糾纏光源和多光子源】

南京大學、香港理工大學、中國科學技術大學和華東師范大學研究團隊設計了10*10的超構透鏡陣列,并結合非線性晶體BBO構成全新的超構表面量子光源系統。該系統生成的二維、三維和四維糾纏態的保真度分別為98.4%96.6%95%,該系統產生的四光子和六光子都具有很好的不可區分性,可應用于多光子量子光源。文章626日發表在期刊《科學》上。

論文鏈接:https://science.sciencemag.org/content/368/6498/1487


【中國科大首次實驗揭示“量子柴郡貓”的量子特性】

中國科大郭光燦院士團隊與南開大學陳景靈教授合作,首次實現光子的偏振與其本體分離,進而實現兩個光子偏振的無接觸交換,揭示了“量子柴郡貓”的獨特量子特性,加深了人們對“什么是物理實在”這一物理學基本問題的認識。該成果于615日發表在《自然·通訊》上。(來源:中國科大官網)

原文鏈接:http://news.ustc.edu.cn/info/1095/72204.htm

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16761-0


【中國科大首次實現循環式宇稱時間對稱量子模擬器】

中國科大郭光燦院士團隊李傳鋒、唐建順、王軼韜等人在國際上首次實現了循環式宇稱時間(PTparity-time)對稱量子模擬器的構建,并基于該模擬器觀測到量子態在PT對稱系統中的動態演化行為,為深入研究非厄米量子物理提供了有效的實驗平臺。該成果于2020611日發表于物理學期刊《物理評論快報》上。(來源:中國科大官網)

原文鏈接:http://news.ustc.edu.cn/info/1055/71676.htm

論文鏈接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.230402


【自由空間的時間編碼參考系無關量子密鑰分發】

國防科技大學研究團隊在城市環境中,進行了自由空間的時間編碼參考系無關量子密鑰分發實地演示,在總等效損耗為31.5dB2km長自由空間鏈路的量子比特誤碼率為1%。該演示實驗證明在自由空間信道可實現穩定的參考系無關量子密鑰分發。文章527日發表在期刊《Optics Letters》。

論文鏈接:https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-45-11-3022


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【噪聲預處理方案助力實現設備無關量子密鑰分發】

設備無關量子密鑰分發的主要難點是糾纏光子對的全局探測效率必須超過一定閾值。瑞士巴塞爾大學研究者提出一種方法,通過在協議中增加噪聲預處理過程,在保證可證明的設備無關安全性的同時,降低了全局探測效率的閾值要求。本文利用現實光子學設備,使用基于參量下轉換的光源,可將全局探測效率的閾值從92.7%降到83.2%。這一研究有利于實現設備無關量子密鑰分發。文章611日發表在《Physical Review Letters》。

論文鏈接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.230502


【基于納米衛星平臺演示糾纏分發】

構建全球的量子網絡需要使用衛星作為空間節點,與大型衛星相比,使用納米衛星可極大地節約成本,提高效率。新加坡國立大學研究團隊利用3U低軌立方體衛星實現偏振糾纏光子對的生成和探測。這一演示實驗是使用立方體衛星進行空間-地面糾纏分發的一個里程碑。文章625日發表在期刊《Optica》。

論文鏈接:https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-7-7-734


【量子點之間的隱形傳態】

量子點電子自旋具有長相干時間和可擴展的潛力,但實現遠程耦合仍有挑戰。美國羅切斯特大學研究團隊使用相干自旋態轉移技術通過Heinseberg交換實現糾纏自旋態的分發,克服了量子點之間隱形傳態面臨的主要難題,實現量子點自旋態的條件隱形傳態。

這種技術不涉及電子的運動,大大簡化了隱形傳態過程,且與所有門定義的量子點類型兼容,包括硅量子點。文章615日發表在期刊《Nature Communications》。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16745-0


【隨機測量下的糾纏分析方法】

多體糾纏分析通常要求一系列仔細設計、對準的測量,這在實際應用中往往難以保證。德國馬克斯普朗克量子光學研究所研究者通過分析各種測量的結果及其分布,提出了一種隨機測量時依然能夠檢測多體糾纏的判據,可以有效克服各種本地幺正噪聲對糾纏檢測的影響。文章69日發表在期刊《npj quantum information》。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41534-020-0281-5


【首次直接觀察到納米光晶體內光的動態】

以色列理工大學近日表示,艾杜·卡米內爾教授及其團隊在量子科學領域取得了重大突破,研發出能記錄光流的量子顯微鏡,并利用它直接觀察束縛在光晶體內的光。相關研究發表在《自然》雜志上。

原文鏈接:http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2020-06/09/content_953984.shtml

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2321-x


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