2022年7月国内外量子科技进展
【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
【世界首颗量子微纳卫星发射升空，回顾基于“墨子号”卫星的空间量子实验】
7月27日，中国科学院自研的一型固体运载火箭“力箭一号”成功首飞，并顺利将包括低轨道量子密钥分发试验卫星“济南一号”在内的6颗卫星送入预定轨道。据了解，“济南一号”是世界首颗量子微纳卫星，也是继“墨子号”量子科学实验卫星升空后，中国发射的第二颗量子通信卫星。
7月6日，中国科大潘建伟及其同事彭承志、陆朝阳、曹原应邀在《现代物理评论》发表综述文章回顾“墨子”号卫星近几年间性能快速提升的实验。（来源：中国科大新闻网）
原文链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/79946.htm
http://news.ustc.edu.cn/info/1055/79795.htm
【三个独立团队分别实现设备无关量子密钥分发实验】
中国、德国、英国的研究团队分别实现基于全光系统、光阱原子存储、离子阱存储的设备无关量子密钥（DI-QKD）分发实验。
原文链接：
详细内容见科技前沿国内第一条，国际第一、二条。
二、政策和战略
——国 内——
【上海印发《数字经济发展“十四五”规划》，强化量子通信等前瞻研发和部署】
7月12日，上海市人民政府办公厅印发《上海市数字经济发展“十四五”规划》，提出加强网络新型基础设施部署、技术研发和应用创新，打造面向未来的网络生态。强化6G、IPv6、Wi-Fi6、量子通信等前瞻研发和部署，构建数据互联互通的第三代互联网技术应用生态。（来源：上海市人民政府官网）
论文链接：
https://www.shanghai.gov.cn/hfbf2022/20220712/d3f5206dec5f4010a6065b4aa2c1ccce.html
【北京推进量子通信、区块链等数字基础设施建设】
7月27日，北京市十五届人大常委会对《北京市数字经济促进条例（草案）》进行了首次审议。条例草案提出，北京市支持建设新一代高速固定宽带和移动通信网络、量子通信等网络基础设施。（来源：北京日报）
原文链接：
http://bjrbdzb.bjd.com.cn/bjrb/mobile/2022/20220728/20220728_003/content_20220728_003_3.htm
【合肥市举办科技型企业-量子产业专场“双需”对接会】
为加快推进合肥市量子企业产品场景应用，助推量子产业快速发展，7月22日上午，合肥市科技局组织召开合肥市科技型企业第18期“双需”对接会（量子产业专场）。会议由合肥市科技局局长范进主持，科大国盾量子技术股份有限公司、中电信量子科技有限公司等8家量子企业参加，8家企业重点介绍了企业发展情况、创新产品和场景需求。市科技局将进一步梳理企业应用场景需求，精准对接，支持量子“三新”产品推广应用，实现“满城皆量子”，助力全市量子企业做大做强。（来源：合肥科技官微）
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/I7vpX31RHQhKG4axEmI4rg
——国 际——
【北约向量子技术等军民两用新兴技术投资10亿欧元】
6月30日，北约22个国家启动了为期15年总额达10亿欧元的创新基金，用于支持开发量子技术、人工智能等北约优先考虑的军民两用新兴技术。该基金将对北约的“北大西洋国防创新加速器”（DIANA）项目形成补充，该项目将支持军民两用新兴技术的开发和适用，以应对关键的安全和国防挑战。（来源：北约官网）
原文链接：
https://www.nato.int/cps/en/natohq/news_197494.htm
【1.07亿欧元“量子奥地利”计划的首批研究项目获批】
7月12日消息，项目总额达1.07亿欧元的“量子奥地利”计划公布了首批获得资助的研究项目，包括“MUSICA”（奥地利多站点计算机）项目（资助金额为2000万欧元）以及10个高校研究项目（资助金额为300万欧元）。其中，“MUSICA”项目旨在未来几年为奥地利的高性能计算领域建立一个强大的新研究基础设施，并期望将其与量子计算机相结合。（来源：奥地利科学基金会官网）
原文链接：
https://www.fwf.ac.at/en/news-and-media-relations/news/detail/nid/20220712-2781
【欧盟向塞浦路斯首个国家量子通信网络资助375万欧元】
7月21日消息，塞浦路斯已从欧盟获得375万欧元，用于在该国实施第一个国家量子通信网络"CyQCI"，该网络开发的总成本为750万欧元，由欧盟和该国各出资50%。
"CyQCI"将在塞浦路斯创建一个基于量子密钥分发（QKD）的先进实验光网络，以实现公众与学术届及工业届的用户之间高度安全的信息传输。该网络将与欧洲量子通信网络“EuroQCI”互连，以构建跨欧洲的量子安全网络。（来源：塞浦路斯邮报官网）
原文链接：
【以色列计划投资2900万美元建设其首个量子计算中心】
7月17日，以色列宣布选择量子计算公司Quantum Machines来建设其首个量子计算中心，项目为期三年，总预算约2900万美元，将开发三种不同技术路线（超导、离子阱、光）的量子计算机。该中心将向以色列学术界和工业界提供一台全栈量子计算机，用于直接计算，并将在未来提供云访问选项。（来源：Jewish News网站）
原文链接：
【美国众议院通过《量子计算网络安全防范法案》】
7月12日，美国众议院通过了《量子计算网络安全防范法案》，以推动联邦政府信息技术系统向抗量子密码技术的迁移，从而防止美国的对手窃取敏感的加密数据，并在未来采用足够强大的量子计算机进行解密。该法案目前已提交参议院审议。（来源：美国国会官网）
原文链接：
https://www.congress.gov/bill/117th-congress/house-bill/7535/text
【英国禁止向白俄出口量子计算技术，加拿大禁止向俄出口量子计算机】
7月5日，英国对白俄罗斯实施新一轮制裁，包括禁止向白俄罗斯出口用于量子计算的先进技术部件等。6月27日，加拿大总理特鲁多宣布将对俄罗斯实施额外制裁措施，禁止出口某些可能提高俄罗斯国防制造能力的先进技术，包括量子计算机和先进制造设备等。（来源：英国政府官网、加拿大总理官网）
原文链接：
https://www.gov.uk/government/news/uk-to-implement-further-punishing-economic-measures-on-belarus
三、产业进展
——国 内——
【量子通信网络已在海南部署，可通过量子卫星接入国家骨干网】
7月7日，中国科学院院士潘建伟介绍，在海南省的支持下，海口量子保密通信城域网络于2020年6月开通，接入包含省委、省政府三大办公区在内的24个省直单位，是国内首个通过等保三级测评的量子网络。正在建设的130公里“海文干线”，通过量子卫星将实现与内地量子骨干网互联互通，当前已完成实用化量子卫星地面站部署。（来源：南海网）
原文链接：
http://www.hinews.cn/news/system/2022/07/07/032791346.shtml
【量子信息网络产业联盟正式成立】
7月27日，由工业和信息化部指导，中国信通院主办的量子信息网络产业联盟成立大会在北京举行。联盟在工业和信息化部指导下，由中国信通院联合40家量子信息领域相关高校、科研机构、企业公司等单位共同发起。下一步，联盟将积极发挥政产学研用桥梁纽带作用，为我国量子信息网络领域规划布局提供支撑建议，加强跨领域与行业交流，推动技术创新与应用探索，开展标准测评研究，培育和构建产业生态，更好地支撑我国经济、科技和社会发展。（来源：中国信通院官微）
原文链接：
【国盾量子获得中国专利银奖】
7月26日，国家知识产权局正式发布关于第二十三届中国专利奖授奖决定，科大国盾量子技术股份有限公司的发明专利《一种量子密钥中继的方法、量子终端节点及系统》（ZL 201511005684.5）荣获中国专利银奖。这是此次量子信息技术领域全国唯一获奖的专利，实现了中国专利银奖“0”的突破，也是该领域有史以来获得的最高专利奖项。（来源：安徽网）
原文链接：
http://news.ahwang.cn/zhengwu/20220728/2408630.html
【国盾量子、科大擎天与合肥工业大学签署战略合作协议】
6月底，科大国盾量子技术股份有限公司、安徽科大擎天科技有限公司与合肥工业大学签署战略合作协议，三方将围绕智能网联汽车的前瞻性技术、关键共性技术和工程应用技术等领域开展创新研发，加快科技研究成果向产业技术转化。同时，三方将在人才联合培养、创新能力建设等方面展开全方位合作。（来源：合肥工业大学官网）
原文链接：
http://news.hfut.edu.cn/info/1011/48554.htm
【武汉量子院与中科酷原公司在量子计算领域达成战略合作】
7月14日，武汉量子技术研究院与中科酷原科技（武汉）有限公司签订了《战略合作协议》。双方将围绕量子技术创新链布局产业链，就产学研平台共建、创新技术研发、科技成果转化等方面展开多维度、深层次的合作。这也是武汉量子技术研究院签约的首家量子计算行业内企业。（来源：武汉量子院官网）
原文链接：
http://www.whiqt.org.cn/xinwengonggao/535.html
——国 际——
【韩国国家QKD网络第一阶段建设完成】
7月19日消息，SK Broadband和ID Quantique合作完成了韩国正在建设的全长800公里的QKD网络基础设施一期工程。该网络连接了韩国48个政府组织，为其提供敏感信息和通信的安全保护，是中国之外最大的量子密码网络。目前，网络中安装了密钥管理、配置和监控系统来处理复杂的路由，并使用了QKD设备来确保顺畅的点对点通信连接。（来源：IDQ官网）
原文链接：
【英国量子通信卫星Speqtre通过关键设计审查】
7月7日消息，英国量子通信卫星Speqtre已通过关键设计审查，意味着其开发团队现在可以构建和测试完整的卫星模型。该项目由英国科技设施委员会的RAL Space领导，其负责开发卫星的光学有效载荷，新加坡量子通信公司SpeQtral负责开发QKD硬件，卫星平台则由荷兰的ISISPACE设计提供。Speqtre将于2024年发射，届时将与英国和新加坡的地面站进行QKD测试。该项目被英国政府作为其国家量子技术计划的一部分，并收到商业能源和产业战略部500万英镑的投资。（来源：UKRI网站）
原文链接：
https://www.ukri.org/news/quantum-encryption-spacecraft-closer-to-launch/
【IDQ 与CryptoNext公司合作推出量子安全消息传递解决方案】
7月7日，瑞士量子网络安全解决方案提供商ID Quantique与法国后量子密码（PQC）公司CryptoNext Security SAS（CryptoNext）宣布建立合作伙伴关系，结合双方的量子随机数发生器（QRNG）和PQC技术，为手机用户提供有效且长期的量子安全通信解决方案。该解决方案是用于移动通信的量子安全消息传递应用程序，旨在使各种类型的政府、企业和组织能够管理特定人群（如执行团队和/或特定项目）的敏感通信。（来源：IDQ官网）
原文链接：
https://www.idquantique.com/idq-and-cryptonext-partner-to-deliver-quantum-safe-messaging/
【荷兰建立基于MDI-QKD的量子网络测试平台】
7月5日消息，荷兰量子技术研究机构QuTech与开放式数字基础设施提供商Eurofiber等合作，推出了连接荷兰多个数据中心的量子网络测试平台。该测试平台基于QuTech开发的测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）技术，将相应的概念验证MDI-QKD系统集成到商用光纤网络中。该测试平台的开发体现了荷兰在努力将用户、设备提供商和技术提供商连接起来，以围绕量子网络构建生态系统。（来源：QuTech官网）
原文链接：
https://qutech.nl/2022/07/05/qutech-eurofiber-juniper-deploy-quantum-testbed/
【东芝与Safe Quantum达成协议，推动北美QKD业务发展】
7月6日，东芝（美国）公司宣布与Safe Quantum公司在QKD和量子通信领域建立合作伙伴关系。此次合作将有助于满足北美潜在用户日益增长的兴趣，他们希望更好地了解QKD解决方案，这种新系统如何保护其通信免受未来威胁。(来源：东芝官网）
原文链接：
【量子加密公司QuantLR与上市公司LightPath宣布合作开发自由空间量子加密系统】
7月6日消息，光学组件制造和集成商LightPath Technologies（纳斯达克：LTPH）宣布将与以色列量子加密公司QuantLR合作开发自由空间量子加密系统。双方将联合开发地对卫星、地对空、地对地以及卫星对卫星的自由空间光通信信道，以用于生成量子加密密钥，实现安全量子通信。（来源：QuantLR官网）
原文链接：
【Arqit和Blue Bear公司成功演示量子安全军用无人机】
6月29日和7月12日，无人机系统供应商Blue Bear使用其无人机指令控制系统进行了信息监视和侦察任务模拟飞行，该系统的任务及目标数据使用了Arqit的对称密钥协议平台进行对称加密保护。在任务期间，潜在目标的图像数据被加密并使用Arqit的量子安全通信隧道进行了安全中继。此外，通过端点的主动授权和对称密钥的频繁轮换，限制了系统的受攻击面，实现了数据的完全保密。（来源：Arqit官网）
原文链接：
【量子计算公司D-Wave上市注册声明生效，股票代码为"QBTS"】
7月14日，加拿大量子计算公司D-Wave和特殊目的收购公司DPCM Capital宣布，与之前宣布的拟议业务合并相关的注册声明已由这两家公司新成立的母公司D-Wave Quantum提交，该注册声明已被美国证券交易委员会宣布生效。新的股票代码为"QBTS"。（来源：D-Wave官网）
原文链接：
四、科技前沿
——国 内——
【基于全光系统的DI-QKD】
中国科大和济南量子院的研究人员基于理论优化的协议和迄今为止最高的探测效率实现了全光系统的DI-QKD实验。理论上通过后选择基矢、添加噪声的方法将探测效率阈值要求降低到86%，实验上实现了探测效率87.5%的预报式纠缠探测，从而对经过220m光纤分发的PPKTP纠缠源进行了纠缠测量和密钥分发。该成果7月27日以物理特色和编辑推荐的方式发表于《Physical Review Letters》。
原文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.129.050502
【量子存储间20.5km光纤纠缠分发】
中国科大和济南量子技术研究院的研究人员在相距12.5km（光纤距离20.5km）的两个量子存储节点将实现量子纠缠分发。该实验中，一个节点（铷原子）制备原子-光子纠缠，光子下转换至通信波长后通过光纤传输，再经上转换后存入第二节点（场致透明机制），通过光学读出分析，存储的纠缠保真度达到90%。该成果7月28日以物理特色和编辑推荐的方式发表于《Physical Review Letters》。
原文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.129.050503
【模式后匹配的MDI-QKD方案】
清华大学的研究人员在测量设备无关QKD（MDI-QKD）的基础上提出了一种模式后匹配方案，该方案改变了原有MDI-QKD方案中采用的即时测量匹配，从而有效提高匹配成功效率。该方案的成码率-传输距离特性与双场QKD（TF-QKD）相当（成码率与传输损耗的平方根成反比，优于其他方案的与传输损耗成反比），但不需要苛刻的全局相位保持，使用成熟的MDI-QKD设备即可实现。该成果7月27日发表于《Nature Communications》。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-022-31534-7
【可变量子攻击算法提高部分对称加密破解速度】
清华大学、北京量子院、英国南安普顿大学的研究人员设计了一种可变的量子攻击算法（VQAA），并对该算法破解对称加密的算力消耗拟设进行验证。模拟验证表面，VQAA在处理某些对称加密算法（例如S-DES）时比Grover算法更快。该成果7月18日发表于《Science China Information Sciences》。
原文链接：
https://doi.org/10.1007/s11432-022-3511-5
——国 际——
【基于光阱原子存储的DI-QKD和33km光纤纠缠分发】
德国慕尼黑大学、慕尼黑科技中心、马普所等的研究人员在相距400m、利用光学阱束缚的两个铷原子上建立了预报式纠缠，并通过将780nm的原子自发辐射频率转换到通信波长从而适合光纤传输。在光纤链路最远达到33km时，预报式纠缠产生的效率为每85s一对（系统重复频率9.7kHz），保真度0.622。利用该技术，该团队与新加坡国立大学的研究人员实现了DI-QKD，纠缠保真度大于0.892，Bell不等式显著破缺（S值达到2.578），DI-QKD的误码率0.078，相当于每对纠缠产生安全密钥0.07bit。该成果分别于7月6日和7月27日发表于《Nature》。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04764-4
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04891-y
【基于离子阱存储的DI-QKD】
英国牛津大学、瑞士苏黎世联邦理工学院、法国巴黎-萨克雷大学等单位的研究人员通过建立离子阱的纠缠实现了DI-QKD。纠缠存储在相距2m的锶离子上并执行E91协议，实现误码率1.44%，Bell不等式显著破缺（S值2.677），从150万对纠缠中提取了95628bit密钥。该成果7月27日发表于《Nature》。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04941-5
【光网络集成的纠缠分发组件】
西班牙ICFO、ICREA研究所、意大利IFN研究所、英国赫瑞瓦特大学等单位的研究人员设计了可以与光纤网络集成的纠缠分发组件，包括光纤集成波导的原子频率梳的纠缠存储和基于光纤干涉仪纠缠分析部件。基于光纤集成波导的原子频率梳可以直接利用通信波段单光子实现纠缠存储，其存储时间和效率的综合能力为当前同类方案最高，存储5微秒时效率10%，最大效率20%、最长时间28微秒。该成果7月8日发表于《Science Advances》。
原文链接：
https://doi.org/10.1126/sciadv.abn3919
【基于QKD的智能电网认证】
美国橡树岭国家实验室、Qubitekk公司的研究人员在实际的智能电网数控系统上开展了基于QKD的安全认证（包含签名与验证）研究和试验。试验表明，基于GMAC（Galois Message Authentication Code）编码的认证显著效率高于传统方案，运算耗时RSA2048>AES256>GMac。该成果7月26日发表于《Scientific Reports》。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41598-022-16090-w
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