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2021年6月国内外量子科技进展(总第23期)
发布时间:2021-07-02 09:19:05 点击浏览:

20216月国内外量子科技进展(总第23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


本月量子通信科研成果亮眼,无中继光纤量子密钥分发距离再创新高,量子中继取得重要进展:中国科大实现现场光纤500公里量级量子密钥分发;东芝演示实验室内600公里量子密钥分发;中国科大演示了量子存储之间容量复用、预报式的量子纠缠分发;西班牙ICFO演示了量子存储之间的通信波段预报式纠缠分发;德国马普所演示了双原子量子存储的完整量子中继能力和密钥分发。

原文链接:

(技术详情参见科技前沿)


二、战略和政策


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【安徽公布多项政策,推进量子科技研究及产业发展】

日前,《安徽创新型省份建设促进条例》正式发布,并于202171日起施行。《条例》明确要支持和推进量子科学等战略性前沿基础研究,支持量子科技创新和产业发展,加强量子科技领域国际合作,积极建设量子中心,突破量子信息等关键核心技术瓶颈。

67日,安徽省司法厅公布的《安徽省地方金融条例(草案)》提到,支持量子通信等新兴科技在金融服务和地方金融监督管理的运用。(来源:安徽省科技厅、安徽省司法厅)

原文链接:

http://kjt.ah.gov.cn/public/21671/120408611.html

http://sft.ah.gov.cn/lfyjzj/55711731.html


【《山西省“十四五”新技术规划》发布,加快推动量子通信等科研项目研发进度】

610日,山西省政府发布的《山西省十四五新技术规划》提到,山西省将围绕量子科技等处于攻坚阶段的新技术,加大科研要素保障力度,强化应用导向,加快推动量子通信、量子计算等科研项目研发进度,力争早日实现技术突破。(来源:山西省人民政府)

原文链接:

http://www.jcgov.gov.cn/dtxx/sxyw/202106/t20210611_1421927.shtml


【深圳十四五强化量子科技发展布局,培养量子细分产业】

69日,深圳市发改委发布的《深圳市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》中提出,推进量子等国家实验室基地建设;加强量子信息等关键核心技术攻关;前瞻布局量子信息等前沿高端领域;强化量子科技发展系统布局,重点培育量子通信、量子计算等细分产业。(来源:深圳市人民政府)

原文链接:

http://www.sz.gov.cn/cn/xxgk/zfxxgj/ghjh/content/post_8854038.html


—— ——


【欧盟成立联盟研究未来欧洲量子互联网设计,放宽对非欧盟国家参与量子计算项目规定】

近日,欧盟委员会选择由公司和研究机构组成的财团来研究未来欧洲量⼦通信网络 EuroQCI(量⼦通信基础设施)的设计,该网络将在整个欧盟的关键基础设施和政府机构之间实现安全的通信。截至目前,已有26个成员国签署了EuroQCI宣言,共同开发覆盖整个欧盟的量子通信基础设施。

欧盟也于近期放宽了禁止一些非欧盟国家参与量子计算和空间项目的规定。其955亿欧元欧洲地平线资助计划将允许一些非欧盟国家加入此类项目,但欧盟将寻求特殊的保证,以避免利益受到损害。(来源:空客公司、Science 网站)

原文链接:

https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2021/05/a-consortium-of-european-digital-players-to-design-the-future-eu-quantum-internet.html

https://www.sciencemag.org/news/2021/06/europe-loosens-funding-rules-non-eu-quantum-and-space-researchers


【美英等7国正联合开发基于卫星的量子加密网络】

611日,据外媒报道,在G7峰会上,美国、英国、日本、加拿大、意大利、比利时和奥地利7国宣布联合开发一个基于卫星的量子加密网络——“联邦量子系统FQS)。FQS基于英国初创公司Arqit为商业客户开发的一个利用卫星向客户分发量子密钥的系统,利用量子技术的突破来防范日益复杂的网络攻击。FQS将以某种方式实现封闭操作,以实现盟国之间的互操作性。参与国将统筹资源和资金以促进共同研究,计划于2023年发射第一颗FQS卫星。(来源:Arqit网站,SpaceNews网站)

原文链接:

https://arqit-res.cloudinary.com/image/upload/v1623680872/Press/PRESSRELEASE_International_partners_and_Government_agencies_join_Arqits_Federated_Quantum_System_002_67_c8punt.pdf

https://spacenews.com/governments-ally-for-federated-quantum-encryption-satellite-network/


【俄总统代表:未来10-15年俄罗斯将建成成熟的量子通信网络】

621日消息,俄罗斯总统数字和技术发展问题特别代表德米特里佩斯科夫表示,俄罗斯量子通信线路将在10-15年后进入工业使用,通信样机已经研制成功并正在使用,可通过量子网络实现两个办公室之间的语音通话;俄罗斯铁路公司也于日前开通了莫斯科与圣彼得堡之间的俄首条量子保密通信干线。截至目前,这段长达700公里的量子网络是欧洲最大的量子通信网络。(来源:俄罗斯卫星通讯社)

原文链接:

https://sputniknews.cn/science/202106211033932009/


【奥地利推出1.07亿欧元量子计划】

近日,奥地利联邦政府启动了名为“量子奥地利” (Quantum Austria) 的项目,旨在加速发展量子研究和量子技术领域,并与产业界推动研究和应用落地。该项目由欧洲复原和恢复基金资助,并由联邦教育、科学和研究部实施,资助金额为1.07亿欧元 (约合人民币8.3亿元)。项目将持续至2026年,从今年开始,每隔三年进行一次招标。(来源:TQD网站)

报告链接:

https://thequantumdaily.com/2021/06/23/quantum-austria-offers-107-million-euros-for-quantum-research-and-quantum-technologies/


【荷兰建立量子国家总部】

62日,荷兰国家量子计划Quantum Delta NL宣布在代尔夫特理工大学校园内建设12000平方米的量子之家(House of Quantum),并作为荷兰的量子总部。量子之家带有孵化园和实验室,将是一个围绕着创造未来量子技术和商业的公司、投资者和研究人员建设的生态系统,努力打造量子版硅谷。(来源:Quantum Delta NL网站)

原文链接:

https://quantumdelta.nl/netherlands-builds-house-of-quantum-national-headquarters-for-quantum-delft/


【美国众议院欲增加能源部40亿资金预算,增加在量子技术方面的努力】

近日,美国众议院科学委员会提出了一项两党法案,建议国会在未来五年内将能源部科学办公室的资金从 70 亿美元增加到近 110 亿美元,以扩大能源部在量子信息科学和高性能计算方面的努力。该法案在2018年《国家量子倡议法案》的基础上,吸纳了《科学技术量子用户扩展法案》和《量子网络基础设施法案》中的条款。(来源:美国物理学会网站)

原文链接:

https://www.aip.org/fyi/2021/science-committee-envisions-expanded-doe-office-science

法案链接:

https://science.house.gov/imo/media/doc/DOE%20Science%20for%20the%20Future%20Act%20-%20Johnson-Lucas-Bowman-Weber.pdf


三、产业进展


——国 ——


【工信部发布量子随机数相关标准】

近日,国家工信部正式发布国内首个量子随机数相关行业标准《基于BB84协议的量子密钥分发 (QKD) 用关键器件和模块 第3部分:量子随机数发生器 (QRNG)》,适用于量子随机数发生器,将于202171日起实施。该标准由国盾量子牵头,中国信息通信研究院、中国电科、国科量子、华为、中兴、北京邮电大学、山东量科、九州量子、济南量子技术研究院等参与编制。(来源:CCSA网站)

原文链接:

http://www.ccsa.org.cn/standardDetail?standardNum=YD%2FT%203907.3-2021


【济南量子技术研究院设立成果转化公司】

为加快量子科技成果转化的速度和效率,促进产学研深度融合和协同创新,68日,经济南高新区批准,济南量子技术研究院设立山东极量信息科技发展有限公司,作为研究院科技成果转化和资产管理的平台。(来源:JIQT网站)

原文链接:

http://www.jiqt.org/index/index/show/action/policy/id/167


【易科腾”量信“APP正式发布,用量子技术保障移动办公安全】

624日消息,在2021年南京创新周期间,南京易科腾正式发布量信”APP产品,用以解决移动办公信息安全问题。量信是一款量子安全通信和移动办公应用软件,集成量子密话、密信、密线、密会、密文等特色功能。使用量子设备产生的量子密钥,可确保密钥真随机性,能从原理上抵御量子计算攻击,为用户的通信链路和办公数据提供不可破解的加密保护。(来源:易科腾网站)

原文链接:

https://e-quantum.com.cn/Index/show/catid/25/id/160.html


【第十七届全国低温物理学术讨论会召开】

63日至6日,全国低温物理学领域最高水平的学术会议——第十七届全国低温物理学术讨论会在浙江师范大学召开。国盾量子、国仪量子、本源量子、中船重工鹏力、牛津仪器等多家企业携量子计算相关产品出席会议。北京大学的李源副教授和江颖教授以及中科院物理所的金魁研究员获得了本届马丁·伍德爵士中国物理科学奖。(来源:第十七届全国低温物理学术讨论会主页、光子盒微信公众号)

原文链接:

http://lt2021.cpsjournals.cn/

https://mp.weixin.qq.com/s/sHsT8LYhNBzFKbXSbK0giA


——国 ——


【英国标准协会(BSI)启动量子技术标准工作组,推进量子技术产业标准化】

近日,英国标准协会(BSL)在英国国家物理实验室的支持下,设立量子技术标准工作组(ICT/1/1/2 quantum technology panel),并开始征集专家组成员,从国家层面开展量子技术(包括量子通信、计算、传感等方面)相关标准工作。(来源:Quantic网站)

原文链接:

https://quantic.ac.uk/preview/influence-the-development-of-uk-national-standards-for-quantum-technologies/


【俄罗斯QRate公司用QKD设备安全护航自动驾驶汽车】

61日消息,俄罗斯科研公司QRate,与 Innopolis大学合作,成功地使用量子通信设备保护自动驾驶汽车。据悉,研究人员在车辆加油或充电(电动汽车)期间通过光纤完成车辆和数据中心之间的量子密钥分发,并在车辆和数据中心之间建立一个稳定的无线(4G)通信通道,并通过使用量子对称密钥的OpenVPN进行加密保护。该实验的成功证明了量子密钥分发(QKD)技术用于车辆网络安全系统和智能城市关键基础设施的普遍可能性。(来源:TQD网站)

原文链接:

https://thequantumdaily.com/2021/06/01/qrate-demonstrates-protection-for-autonomous-vehicles-with-qkd-device/


【美国量子安全公司欲将量子密钥分发技术应用于地月通信基础设施】

615日,美国量子安全公司Quantum Xchange宣布加入一个私人太空通信公司CommStar及国际通信公司、卫星制造商和技术提供商组成的团队,以改变空间通信的传递、操作和访问方式。CommStar端到端数字服务平台将采用Quantum Xchange的量子安全密钥分发系统,以保护移动数据,从而端到端地保护整个地-月通信网络。(来源:Quantum Xchange网站)

原文链接:

https://quantumxc.com/quantum-xchange-teams-with-commstar-to-protect-advanced-earth-to-moon-communications-infrastructure/


IDQ联合SK电讯、Octacto推出配置量子随机数发生器的指纹识别安全钥匙】

615日消息,量子安全公司ID Quantique和韩国电信巨头SK电讯、生物认证初创公司Octacto联合开发,推出了配置量子随机数发生器的指纹识别安全钥匙EzQuant,以克服认证漏洞。EzQuant是量子技术与基于快速在线身份识别(FIDO)的卡型指纹安全钥匙的结合,这是一种在在线环境中使用生物识别技术(如指纹)执行个人身份验证的技术,无需ID或密码。基于量子技术的生物特征安全密钥有望在未来的国防、在线管理和智能办公室中得到应用。(来源:IDQ网站)

原文链接:

https://www.idquantique.com/sk-telecom-octacto-and-id-quantique-unveil-the-worlds-first-fingerprint-recognition-security-key-equipped-with-a-quantum-random-number-generator-qrng/


SK电讯敲定拆分,新设公司将致力于包含量子科技在内的半导体和信息通信技术】

610日消息,韩国电信巨头SK电讯宣布董事会批准通过横向分拆将公司拆分为SK电讯(存续实体)和SKT投资(新实体,暂定名)两家独立公司的计划。其中,拆分出的SK电讯是维持稳定增长的人工智能和数字基础设施公司,新设立的SKT投资是投资半导体和信息通信技术(ICT)的公司。其中新设公司旗下将拥有包含ID Quantique在内的16家公司,进一步推进其在半导体及信息通信技术领域的发展和投资。(来源:SKT网站)

原文链接:

https://www.sktelecom.com/en/press/press_detail.do?page.page=1&idx=1510&page.type=all&page.keyword=


【十家德国公司联合成立量子技术和应用联盟】

610日消息,十家德国公司宣布联合成立量子技术与应用联盟 (QUTAC),以将现有量子计算基础研究提升到大规模工业应用的水平。联盟创始公司包括巴斯夫、宝马集团、勃林格殷格翰、博世、英飞凌、默克、慕尼黑再保险、SAP、西门子和大众。该联盟的目标是识别、开发、测试和共享量子计算应用程序,并确定资金需求。(来源:QUTAC网站)

原文链接:

https://www.qutac.de/quantum-technology-and-application-consortium-qutac-2/?lang=en


四、科技前沿


—— ——


【基于吸收型多模固态量子存储实现容量复用、预报式纠缠分发】

中国科大郭光灿院士团队利用吸收型量子存储演示了预报式、容量复用的存储间纠缠分发,突破了以往发射型(内置型)量子存储难以兼得上述两种性质的局限,是一种很有实用前景的量子中继路线。其中量子存储基于稀土晶体(掺铷钇钒酸)实现,利用光频梳方案可以存储100模的光子,工作于1.5K低温条件下具有约99%的读写保真度,对于写入光子具有良好的兼容性和高带宽。实验利用440nm1GHz光源通过参量下转换产生纠缠对,利用超导探测器进行双光子贝尔态测量,每间隔0.6ms进行一次存储读写,在3.5m距离下演示了每秒约6000对偏振光子预报式纠缠分发的结果,总体保真度为80.4%。研究成果62日发表于《Nature》。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03505-3


【现场光纤无中继量子密钥分发距离突破500公里】

中国科大、济南量子院等研究人员联手创造了现场光纤无中继量子密钥分发距离的世界纪录。国盾量子为该实验提供系统控制硬件开发支持。

研究人员使用双场(TF-QKD)协议,通过克服远距离现场光纤对双场干涉的一系列影响,分别实现了428公里(激光注入锁定方案)和511公里(时频传递方案)无中继量子密钥分发,线路传输损耗分别为79.1dB89.1dB,成码效率分别为每脉冲4.8×10E-83.37×10E-8。相关措施包括:分别采用激光注锁和时频传递方案进行遥远激光器之间的波长/频率锁定;通过同步序列光和后处理进行时钟锁定和温差导致的光程涨落补偿,实现光子到达时间偏差小于10ps;通过相位参考序列光和后处理进行相位差评估和补偿,通过实时偏振监测进行偏振扰动补偿,通过光强适配、滤波和时域筛选等措施消除相邻光纤经典业务、锁频光背向散射、光放大器噪声等造成的现场光纤特有串扰,极大降低系统噪声。

研究成果分别发表于622日《Physical Review Letters》(编辑推荐)和621日《Nature Photonics》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.250502

https://www.nature.com/articles/s41566-021-00828-5


—— ——


【固态量子存储间实现通信波段预报式纠缠分发】

西班牙ICFOICREA两所研究院联手,首次实现基于通信波段传输的固态量子存储间预报式纠缠分发。其中量子存储基于稀土晶体(掺镨钇硅酸)实现,利用光频梳方案存储62模的光子,有效保真的存储时间大于25微秒,可以支持5公里光纤上的量子中继。其纠缠光源使用了I型腔增强自发参量下转换方案,将426nm泵浦光转化为1436nm闲频光和606nm信号光的纠缠,通过腔长(1.2米)的纳米级偏差控制确保了光子的全同性。实验演示50m光纤上的存储间纠缠分发,预报式产生纠缠对的速率达到1.4kHz。研究成果63日发表在《Nature》。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03481-8


【光纤无中继量子密钥分发距离突破600公里新纪录】

东芝欧洲公司研究人员提出了一种新方案用于补偿远距离光纤上的相位涨落,并在实验室内演示了最远距离达605公里(104.8dB)双场量子密钥分发,成码效率为每脉冲1.77×10E-9,距离和效率均超越以往的远距离实验。新方案采用双波段参考光和量子信号光共纤传输来补偿相位涨落,其中一个波段与量子信号隔开(避免瑞利散射干扰量子信号)用于快速主动补偿,另一个波段参考光与量子信号同波段、同等强度,慢速补偿剩余偏差。该方案改变了以往方案中需要同波段强参考光的要求,从而摆脱了原方案时分复用影响效率和双向散射限制信噪比的不足,并且无需超稳腔和复杂的光学调制。研究成果67日发表于《Nature Photonics》。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41566-021-00811-0


【双原子腔量子存储演示量子中继和密钥分发】

德国马普所研究人员首次演示了量子中继节点的多项核心功能并验证了无条件安全密钥分发能力。该量子中继以束缚在光腔二维光晶格上的两个铷原子为量子存储,通过腔QED技术对原子进行全局及独立操控,实现了两路纠缠建立效率22.13%(原子激发态制备66%、原子-光子纠缠产生69%、传输耦合效率85%、探测效率68%)、原子纠缠交换(贝尔态测量)效率5.07%,且原子长相干保持时间可达20ms。利用该中继器也进行了基于纠缠的无条件安全密钥分发原理性验证,系统的误码率总计约8%,满足低于11%的成码阈值要求。另外,已有一些改进措施预期可将相干保持时间提升至40ms、原子纠缠贝尔态测量效率提升至10%、协议保真度提升2%,预期可以在30km级(~7dB)线路上实现10E-5的密钥效率。研究成果611日发表在《Physical Review Letters》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.230506


【硅光芯片支持全天时卫星量子密钥分发】

意大利帕多瓦大学研究团队为全天时卫星量子通信系统设计了一款轻量化、低功耗的QKD编码芯片。该硅光芯片集成了多个MZ干涉仪、热光调制器、载流子耗尽调制器等器件,支持对1550nm波段进行诱骗态和偏振调制,从而适用于白天自由空间QKD。芯片核心尺寸为5mm×5mm,封装后体积为1.2cm×1.5cm×1.2cm。该芯片也结合空间QKD系统进行了外场测试:在距离145m、接收半角视场5μrad、接收端光纤耦合效率约8.5%等条件下,整个白天的QKD试验中平均错误率0.5%、成码率30kbps。研究成果68日发表在《npj Quantum Information》。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41534-021-00421-2



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