2020年6月国内外量子科技进展（总第11期）
【编者按】
宏伟的大厦总是由许多大大小小的基石和支柱构成。在量子互联的大厦蓝图中，前沿科技仍在不断地打造更好的基石，从理论到实验，从高精装置到集成器件，从密钥分发网到量子计算网……感谢您对科大国盾量子技术股份有限公司和量子信息技术的关注，我们尽力检索了国内外主流网站和期刊，摘录出领域关联度和重要度较高的部分科技产业动态和前沿研究成果，供读者快速了解。
一、本期头条
【“墨子号”实现基于纠缠的无中继千公里量子保密通信】
中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、印娟等组成的研究团队，联合牛津大学Artur Ekert、中科院上海技术物理研究所王建宇团队、微小卫星创新研究院、光电技术研究所等相关团队，利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。
该实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级，并且通过物理原理确保了即使在卫星被他方控制的极端情况下依然能实现安全的量子通信，取得了量子通信现实应用的重要突破。
6月15日，研究团队在国际学术期刊《自然》杂志上在线发表了题为“基于纠缠的千公里级安全量子加密（Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres）”的研究论文。《自然》杂志为此专门发布了题为“基于卫星的远距离安全通信（Quantum physics: Long-range satellite-based secure communications）”的新闻稿（Press release）加以推介。（来源：中国科大官网）
原文链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1095/72178.htm
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2401-y
二、政策和战略
——国 内——
【重庆市：建设重庆至北京、上海等地的保密通信干线网】
近日，重庆市对外发布《重庆市新型基础设施重大项目建设行动方案(2020—2022年)》，方案提出要提前布局量子通信网，探索量子通信信息安全加密服务应用，建设重庆至北京、上海等地的保密通信干线网，逐步拓展量子安全认证和量子加密终端等新型应用场景。（来源：重庆市政府官网）
——国 际——
【德国政府将投资20亿欧元用于量子技术开发】
德国联邦政府已同意一项1300亿欧元的刺激计划，其中包括500亿欧元的基金，用于投资氢经济、量子技术和人工智能等领域，以便在遏制冠状病毒的封锁中重振德国经济。作为1300亿欧元刺激计划的一部分，德国政府拟出资20亿欧元实施量子技术创新计划，目标是德国在量子技术的关键领域的经济和技术方面应处于世界前列。
原文链接：
【对标中美欧，日本拟建8个量子核心研发基地】
日经中文网6月消息，鉴于中国、美国和欧洲投入巨额资金支持开展量子技术研究，日本政府将在2020年度起的5年里完善量子技术的研发体制，并在量子安全技术、量子元件及材料、超导量子计算机、量子计算机应用技术、量子软件、量子生物学、量子惯性传感器、光晶格钟8个领域建立核心研发基地。日本政府将构建产业、政府、科研一体化的研发体制，在基础研究、技术验证、知识产权管理、人才培养等方面采取全面行动。（来源：日经中文网）
原文链接：
https://tass.com/economy/1158951
【以色列宣布成立量子通信技术等3个高科技产学联盟】
以色列创新局6月7日宣布成立3个高科技产学联盟，分别涉及自动驾驶汽车技术、量子通信技术和先进材料加工技术。根据以色列创新局当天发布的公告，以色列将在未来3年内为这些联盟拨付总额1.5亿新谢克尔（约合4300万美元）的财政投资。量子通信联盟获得以色列创新局和以色列国防部的共同资助，将成为该国国家量子项目的一部分。该联盟的目标是降低量子通信成本并改善量子加密技术等。（来源：新华网）
原文链接：http://www.xinhuanet.com/world/2020-06/07/c_1126084978.htm
【俄罗斯将在远东地区成立太平洋量子研究中心】
据俄罗斯塔斯社报道，俄罗斯远东联邦大学近期将成立太平洋量子研究中心，该中心将致力于研究具有前景的量子材料、宇宙进化问题和药物研发基础理论等。俄罗斯科学和教育部每年预计获取资助3600万卢布用于该中心建设，资助期限到2023年，还有可能延长。（来源：科技部官网）
原文链接：http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202005/t20200506_153596.htm
【英国政府为量子随机数发生器项目拨款280万英镑】
英国政府的产业战略挑战基金为量子随机数发生器（QRNG）项目拨款280万英镑。随机数生成器是数字密码密钥的关键，面临的挑战是，它们需要真正的随机性和唯一性，目前还没有办法真正告诉人们量子随机数发生器是真正的无模式发生器。这个项目由国家物理实验室（NPL）领导，旨在改变这种状况。
原文链接：https://www.verdict.co.uk/quantum-random-number-generators-assurance/
三、产业进展
——国 内——
【长三角共建一体化量子通信干线网络】
6月6日，在浙江湖州举办的“长三角地区主要领导座谈会”重点项目签约仪式上，上海电信、浙江东方、江苏通服、国盾量子作为代表，上台签署合作框架协议，就共建长三角一体化量子通信干线网络、培育和发展量子通信战略性新兴产业达成共识。
根据“湖州会议”达成的共识，16家龙头企业将在三省一市的指导和支持下，按照“战略牵引、市场驱动、整体规划、分步实施”的思路，建设互联互通、管理协同的长三角量子通信网络，共同推进量子通信应用，培育量子通信产业，推动长三角地区成为具有全球影响力和竞争力的量子通信科技创新中心和产业集群高地。（综合自：第一财经日报、安徽日报、新华日报、解放日报等）
原文链接：http://app.ahrb.com.cn/ahrb/layout/202006/07/node_03.html#c152201
——国 际——
【霍尼韦尔宣布推出世界最强量子计算机】
霍尼韦尔6月宣布，经过科学家、工程师和技术人员组成的团队长期的不懈努力，已建造了目前世界上性能最好的量子计算机，霍尼韦尔量子计算机的量子体积为64（Quantum volume），它的性能是业界下一代计算机的两倍。据霍尼韦尔量子解决方案公司总裁Tony Uttley介绍，霍尼韦尔的量子计算机拥有质量最高、错误率最低的可用量子比特，而且使用相同的、全连接（fully connected）的量子比特和精确控制的组合。（来源：霍尼韦尔官网）
原文链接：
【欧洲打造100%欧罗巴血统的量子生态体系】
全球数字服务公司Atos，芬兰IT科学中心CSC和欧洲超导量子计算公司IQM近日宣布，三者强强联手，共同建立合作伙伴关系，以创建首个全面的100%属于欧洲的量子生态系统，其中包括模拟器、通用编程环境和量子硬件，以推动量子物理学的发展，激发欧洲研究人员对量子算法的研究，从而生产出用于特定应用领域的量子计算机，加快量子计算商业化的步伐。（来源：量子客官网）
原文链接：https://www.qtumist.com/post/11505
【瑞士苏黎世联邦理工学院推出首个直观量子编程语言Silq】
近日，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的研究人员开发出一种用于量子计算机的高级编程语言Silq，其可以像传统计算机一样简单、可靠且安全地对量子计算机进行编程。其代码更简洁、运行更快，且对于编程人员更直观和容易理解。（来源：苏黎世联邦理工学院官网）
四、科技前沿
——国 内——
【我国在超冷原子量子计算与量子模拟领域取得重要进展】
中国科大潘建伟、苑震生等在超冷原子量子计算和模拟研究中取得重要进展。他们在理论上提出并实验实现原子深度冷却新机制的基础上，在光晶格中首次实现了1250对原子高保真度纠缠态的同步制备，为基于超冷原子光晶格的规模化量子计算与模拟奠定了基础。北京时间6月19日，国际学术期刊《科学》杂志以“First Release”形式在线发布了该研究成果。（来源：中国科大官网）
原文链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1095/72177.htm
论文链接：https://science.sciencemag.org/content/early/2020/06/17/science.aaz6801
【基于超构表面的高维量子纠缠光源和多光子源】
南京大学、香港理工大学、中国科学技术大学和华东师范大学研究团队设计了10*10的超构透镜阵列，并结合非线性晶体BBO构成全新的超构表面量子光源系统。该系统生成的二维、三维和四维纠缠态的保真度分别为98.4%、96.6%和95%，该系统产生的四光子和六光子都具有很好的不可区分性，可应用于多光子量子光源。文章6月26日发表在期刊《科学》上。
论文链接：https://science.sciencemag.org/content/368/6498/1487
【中国科大首次实验揭示“量子柴郡猫”的量子特性】
中国科大郭光灿院士团队与南开大学陈景灵教授合作，首次实现光子的偏振与其本体分离，进而实现两个光子偏振的无接触交换，揭示了“量子柴郡猫”的独特量子特性，加深了人们对“什么是物理实在”这一物理学基本问题的认识。该成果于6月15日发表在《自然·通讯》上。（来源：中国科大官网）
原文链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1095/72204.htm
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-16761-0
【中国科大首次实现循环式宇称时间对称量子模拟器】
中国科大郭光灿院士团队李传锋、唐建顺、王轶韬等人在国际上首次实现了循环式宇称时间（PT，parity-time）对称量子模拟器的构建，并基于该模拟器观测到量子态在PT对称系统中的动态演化行为，为深入研究非厄米量子物理提供了有效的实验平台。该成果于2020年6月11日发表于物理学期刊《物理评论快报》上。（来源：中国科大官网）
原文链接：http://news.ustc.edu.cn/info/1055/71676.htm
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.230402
【自由空间的时间编码参考系无关量子密钥分发】
国防科技大学研究团队在城市环境中，进行了自由空间的时间编码参考系无关量子密钥分发实地演示，在总等效损耗为31.5dB的2km长自由空间链路的量子比特误码率为1%。该演示实验证明在自由空间信道可实现稳定的参考系无关量子密钥分发。文章5月27日发表在期刊《Optics Letters》。
论文链接：https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-45-11-3022
——国 际——
【噪声预处理方案助力实现设备无关量子密钥分发】
设备无关量子密钥分发的主要难点是纠缠光子对的全局探测效率必须超过一定阈值。瑞士巴塞尔大学研究者提出一种方法，通过在协议中增加噪声预处理过程，在保证可证明的设备无关安全性的同时，降低了全局探测效率的阈值要求。本文利用现实光子学设备，使用基于参量下转换的光源，可将全局探测效率的阈值从92.7%降到83.2%。这一研究有利于实现设备无关量子密钥分发。文章6月11日发表在《Physical Review Letters》。
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.230502
【基于纳米卫星平台演示纠缠分发】
构建全球的量子网络需要使用卫星作为空间节点，与大型卫星相比，使用纳米卫星可极大地节约成本，提高效率。新加坡国立大学研究团队利用3U低轨立方体卫星实现偏振纠缠光子对的生成和探测。这一演示实验是使用立方体卫星进行空间-地面纠缠分发的一个里程碑。文章6月25日发表在期刊《Optica》。
论文链接：https://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-7-7-734
【量子点之间的隐形传态】
量子点电子自旋具有长相干时间和可扩展的潜力，但实现远程耦合仍有挑战。美国罗切斯特大学研究团队使用相干自旋态转移技术通过Heinseberg交换实现纠缠自旋态的分发，克服了量子点之间隐形传态面临的主要难题，实现量子点自旋态的条件隐形传态。
这种技术不涉及电子的运动，大大简化了隐形传态过程，且与所有门定义的量子点类型兼容，包括硅量子点。文章6月15日发表在期刊《Nature Communications》。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-16745-0
【随机测量下的纠缠分析方法】
多体纠缠分析通常要求一系列仔细设计、对准的测量，这在实际应用中往往难以保证。德国马克斯普朗克量子光学研究所研究者通过分析各种测量的结果及其分布，提出了一种随机测量时依然能够检测多体纠缠的判据，可以有效克服各种本地幺正噪声对纠缠检测的影响。文章6月9日发表在期刊《npj quantum information》。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41534-020-0281-5
【首次直接观察到纳米光晶体内光的动态】
以色列理工大学近日表示，艾杜·卡米内尔教授及其团队在量子科学领域取得了重大突破，研发出能记录光流的量子显微镜，并利用它直接观察束缚在光晶体内的光。相关研究发表在《自然》杂志上。
原文链接：http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2020-06/09/content_953984.shtml
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2321-x
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