2023年5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
【“祖冲之号”上线！中国176比特量子计算云平台面向全球开放】
5月31日，176比特“祖冲之号”量子计算云平台正式上线，面向全球用户开放。这刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数纪录，也是国际上首个在超导量子路线上具有实现量子优越性潜力、对外开放的量子云计算平台，将进一步推动量子计算软硬件发展及生态建设。该平台在中科院量子信息与量子科技创新研究院指导下，在中科院软件所、中国电科十六所技术支持下，由中科弧光量子、科大国盾量子等单位多方协作建设。（来源：新华社）
原文链接：
https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/11529835?d=134b183&channel=weixin
二、政策和战略
——国 内——
【《第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划》2023年度项目指南发布】
近日，国家自然科学基金委员会发布了《第二代量子体系的构筑和操控重大研究计划2023年度项目指南》。该重大研究计划旨在通过对展示纠缠/叠加量子态等量子行为的第二代量子体系进行构筑和操控，开展量子信息科学方面的前瞻性和基础性的研究，推动数理、信息、工程与材料、化学等多学科交叉研究，为实现量子计算机等量子技术奠定物理基础。（来源：国家自然科学基金委员会官网）
原文链接：
https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab442/info89245.htm
【新修订《商用密码管理条例》正式发布】
5月24日，国家总理李强发布中华人民共和国国务院令第760号，宣布《商用密码管理条例》已经2023年4月14日国务院第4次常务会议修订通过，现予公布，自2023年7月1日起施行。（来源：中国政府网）
原文链接：
http://www.gov.cn/zhengce/content/202305/content_6875927.htm
【长三角量子骨干网和城域网建设专题会议召开】
5月5日上午，安徽省科技厅党组成员、副厅长姚群主持召开推进长三角量子骨干网和城域网建设专题会议。姚群指出，要充分发挥安徽量子科技和量子产业比较优势，积极推动量子保密通信技术在长三角地区应用示范，聚力推动量子保密通信产业加快发展，着力打造量子保密通信示范样板区，为推进长三角地区更高质量一体化发展贡献安徽力量。（来源：安徽省科技厅网站）
原文链接：
http://kjt.ah.gov.cn/public/21671/121572161.html
【长三角量子骨干网和城域网建设专题会议召开】
5月5日上午，安徽省科技厅党组成员、副厅长姚群主持召开推进长三角量子骨干网和城域网建设专题会议。姚群指出，要充分发挥安徽量子科技和量子产业比较优势，积极推动量子保密通信技术在长三角地区应用示范，聚力推动量子保密通信产业加快发展，着力打造量子保密通信示范样板区，为推进长三角地区更高质量一体化发展贡献安徽力量。（来源：安徽省科技厅网站）
原文链接：
http://kjt.ah.gov.cn/public/21671/121572161.html
【河南探索量子通信等新技术在电子政务外网的融合应用】
5月9日，河南省人民政府印发《河南省加强数字政府建设实施方案（2023—2025年）》，指出要推进政务外网技术升级，加快电子政务外网IPv6规模部署，探索IPv6+创新实践和量子通信等新技术融合应用，构建架构统一、IPv4/IPv6双栈共存的新型网络体系。（来源：河南省人民政府官网）
原文链接：
https://www.henan.gov.cn/2023/05-09/2739949.html
【中国人民大学获批“量子态构筑与测控”教育部重点实验室】
近日，教育部发布《教育部关于教育部重点实验室建设立项的通知》，依托中国人民大学物理学系申请的“量子态构筑与测控”教育部重点实验室正式获批立项。该实验室拟在三个具体研究方向重点规划：量子关联材料设计和物性模拟、量子关联物态的制备和调控、人工量子体系中的量子计算与量子模拟。（来源：中国人民大学新闻网）
原文链接：
https://news.ruc.edu.cn/archives/430609
——国 际——
【澳大利亚发布首个国家量子战略，拨款1.01亿美元支持量子和人工智能产业】
5月3日，澳大利亚发布首个国家量子战略，通过新的项目激励量子传感、量子通信和量子计算方面的应用，同时推动生态系统增长，加强与国际国内战略合作伙伴的联系，支持产学研联合开展量子研究成果应用转化。
此外，澳大利亚政府投入150亿美元设立国家重建基金（NRF），以资助包括量子技术在内的技术研发和企业发展，其中10亿美元将用于量子关键技术研发。该战略分为五大主题，每个主题均规划了超过7年的执行周期。澳大利亚希望能借此战略在2030年成为全球量子产业的领导者。
5月9日消息，澳大利亚政府公布了人工智能和量子技术的行业支持计划，并将在五年内为这些关键技术的一揽子计划拨款1.01亿美元。（来源：澳大利亚政府网站、InnovationAus网站）
原文链接：
https://www.industry.gov.au/publications/national-quantum-strategy/executive-summary
https://www.industry.gov.au/sites/default/files/2023-05/national-quantum-strategy.pdf
https://budget.gov.au/content/bp1/download/bp1_bs-1.pdf
https://www.innovationaus.com/govt-backs-quantum-and-ai-industries-with-101m/
【美澳领导人发布联合声明，加强合作以抓住量子和先进技术机遇】
5月20日，美国白宫发布澳美联合声明，宣称澳大利亚和美国随时准备抓住量子和先进技术的机遇，以双方于2021年签署的《量子联合合作声明》和澳大利亚发布的《国家量子战略》为基础，进一步深化合作，并在引领量子革命的同时，通过双边合作及与合作伙伴一起推动新兴技术的创新以及相应的规范、标准的制定。（来源：美国白宫官网）
原文链接：
【美国指控其量子密码等关键技术被人窃取并为俄罗斯等国所用】
5月16日，由美国司法部和商务部共同领导的“颠覆性技术打击小组”宣布了五起案件的指控，这些案件涉嫌窃取其关键技术以使中国、俄罗斯和伊朗受益。其中一起案件指控某希腊籍男子向俄罗斯走私美国原产的军事和两用技术，其中包括量子密码技术。颠覆性技术打击小组于2月份成立，作用是保护美国敏感技术——比如智能汽车制造设备的源代码或用于开发量子密码的物项，不被其竞争对手非法获取。（来源：美国司法部官网）
原文链接：
【美国经济发展局发布区域技术和创新中心征集计划】
5月12日，美国经济发展局（EDA）发布了区域技术和创新中心（技术中心）计划第一阶段的申请资助机会通知。技术中心计划是一项经济发展计划，作为2022年《芯片和科学法案》的一部分颁布的，法案授权在五年内为该计划拨款100亿美元。同时，作为《2023财年综合拨款法案》的一部分，国会拨款5亿美元启动该计划。技术中心计划旨在通过加强地区制造、商业化和部署关键技术的能力来推动以技术和创新为中心的区域增长。该计划指出包括量子信息科学与技术在内的多个可以申请自主的重点领域。（来源：EDA官网）
原文链接：
https://www.eda.gov/funding/programs/regional-technology-and-innovation-hubs
https://www.eda.gov/sites/default/files/2023-05/Tech_Hubs_NOFO.pdf
【密歇根大学成立量子研究所加速量子研究和教育】
5月24日，密歇根大学投资5500万美元启动新的量子研究所（QRI），以加速量子研究和教育。QRI是由负责研究的副校长办公室、工程学院和文学，科学和艺术学院组成的合资企业。在教务长办公室的支持下，该研究所旨在加强密歇根大学教师，行业合作伙伴和政府机构之间的研究合作。（来源：密歇根大学官网）
原文链接：
https://research.umich.edu/quantum/
【英国投资10亿英镑启动国家半导体战略】
5月19日，英国科学、创新和技术部宣布了一项国家半导体战略，表示将在未来十年投资10亿英镑，以推动英国半导体产业的发展。其中，从2023年到2025年期间向半导体行业投资2亿英镑，用于改善基础设施，增加研究和开发，引领人工智能，推动量子计算和电信的进步，为高性能计算提供动力。（来源：英国政府官网）
原文链接：
【英国皇家海军进行量子导航系统的首次试验】
5月26日，英国伦敦帝国理工学院与英国皇家海军合作，在海军的XV Patrick Blackett实验舰船上测试由其开发的原型量子传感器，该原型量子传感器可在未来提供无GPS导航，抗干扰性强。试验过程中量子传感器被集成到一个可互换的快速原型平台Qinetiq NavyPOD中，并在实验舰船上的海运集装箱中进行了测试。（来源：英国皇家海军官网）
原文链接：
【英国开展量子竞赛，提供1500万英镑资助】
5月29日，由英国科学、创新和技术部（DSIT）和英国创新组织（IUK）资助的小企业研究计划竞赛正式开始。本次竞赛分两阶段，第一阶段的总预算为200万英镑，将持续3个月，第二阶段的总预算高达1300万英镑，将持续15个月。参赛者将按照竞赛要求，制定量子技术在公共部门具体应用的详细规划，为英国政府解决利益挑战。本次竞赛的目的是探索在英国政府感兴趣的各个领域使用量子技术的好处，加速公共部门采用量子解决方案，造福公共利益。（来源：英国政府官网）
原文链接：
【丹麦政府指定BII创建并运行国际深度技术创业加速器】
5月11日，丹麦政府任命国际非营利基金会BioInnovation Institute (BII)启动一项新的深科技加速器计划，名为the Deep Tech Lab – Quantum，以推动新兴和颠覆性量子科学和生物技术解决方案走向市场，将突破性的新型商用和民用技术商业化。同时，由北大西洋量子中心的国防创新加速器（DIANAQ）为深度技术和军民两用创新者提供北约资源，包括拨款、加速器规划和途径，使其解决方案适应国防和安全需求。（来源：BII网站)
原文链接：
【爱尔兰成立三一量子联盟】
5月5日消息，爱尔兰“三一量子联盟”（TQA）启动，该联盟汇集了来自研究和行业专家，计划在三一学院东区为量子科学与技术、模拟、教育和计算方面的创新项目提供一个新的定制空间。TQA联盟将成为爱尔兰量子技术投资的催化剂，其最终目标是构建一个充满活力的生态系统，使各个行业部门受益。微软、IBM、量子计算初创公司Horizon Quantum Computing、量子软件公司Algorithmiq和金融科技公司Moody's Analytics为创始合作伙伴。（来源：都柏林三一学院网站）
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三、产业进展
——国 内——
【中电信量子信息科技集团在合肥揭牌】
5月29日，中电信量子信息科技集团有限公司在合肥揭牌，中国电信全资投入30亿元。中电信量子信息科技集团的成立，是中国电信与安徽开展战略合作的重要成果。下一步，双方将在量子科技领域基础研究与创新应用、推动量子科技产业高质量发展等方面推进一系列合作。（来源：中国电信官微、安徽国资官微）
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/SU4aqAgvdH2Yxjpi0uaakw
https://mp.weixin.qq.com/s/Je6eXCDDB-u1tiRZRByR9w
【量子信息领域首个国家标准《量子计算 术语和定义》正式发布】
5月23日，由中国科学技术大学、济南量子技术研究院、科大国盾量子技术股份有限公司等机构共同起草的国家标准《量子计算 术语和定义》正式发布，标准号为GB/T 42565-2023。该标准由全国量子计算与测量标准化技术委员会（TC578）归口。（来源：全国标准信息公共服务平台）
原文链接：
https://std.samr.gov.cn//gb/search/gbDetailed?id=FC816D04FFC562EBE05397BE0A0AD5FA
【成都高新区发布天使母基金需求榜单，围绕量子技术等前沿科技征集基金合伙人】
5月18日，成都高新区举行“金熊猫创投日”启动仪式暨天使母基金榜单发布会，现场发布天使母基金定向合作（特长生）榜单，在未来前沿科技榜单中围绕量子技术等方向征集垂直赛道优质机构为基金“合伙人”。（来源：人民网四川频道）
原文链接：
http://sc.people.com.cn/n2/2023/0519/c379471-40423538.html
——国 际——
【IBM量子云上线433量子比特Osprey芯片】
5月9日，IBM正式将其433量子比特的Osprey芯片上线量子云。这个系列的初代机器叫做IBM_Seattle，现已经向用户发布，IBM将其称之为“探索性”状态。至此，433量子比特的Osprey成为了IBM可提供客户使用的最大规模的量子处理器，由于布线中的一些物理问题，这台特殊的处理器的433个量子比特中只有413个在工作，后续IBM将进行改进，提高性能。（来源：QCR网站）
原文链接：
https://quantumcomputingreport.com/ibms-400-qubit-osprey-processor-is-now-live-for-access/
【芝加哥大学与合作伙伴共同推进量子计算】
5月21日，在七国集团峰会上，芝加哥大学与行业、大学合作伙伴多项签署协议，以推进量子计算。其中一个协议由IBM、芝加哥大学和东京大学共同签订，目的是开展一项为期10年、耗资1亿美元的计划，开发高达10万个量子比特驱动的以量子为中心的超级计算机。
此外芝加哥大学、东京大学和谷歌也开展战略合作。谷歌将在10年内投资5000万美元，以加速开发容错量子计算机。同时谷歌将向芝加哥大学和东京大学的研究人员提供其量子处理器，并将扩大研究人员对经典计算的访问，帮助大学生和教师学习如何为量子计算机编程和开发算法，培养未来的量子人才。（来源：芝加哥大学官网）
原文链接：
【TESAT将为EAGLE-1卫星开发和整合QKD有效载荷，IDQ参与其中】
5月11日，在欧洲航天局（ESA）和欧盟委员会的支持下，SES宣布与TESAT合作，为EAGLE-1卫星开发制造量子密钥分发（QKD）有效载荷，包括可扩展光学终端SCOT80，以建立从太空到地面的安全光学链路，以及卫星的QKD模块。EAGLE-1卫星系统有效载荷中集成了内置冗余的技术，专门用于政府、电信运营商、云提供商和银行等领域的卫星通信和数据传输，以增加加密应用的安全性。
5月31日，TESAT选择与IDQ合作，由IDQ参与设计和交付基于其量子随机数发生器(QRNG)芯片组技术的符合空间条件的加密密钥生成系统，以提供有效载荷。（来源：SES网站、IDQ网站）
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【欧洲航天巨头签署合作协议竞标IRIS²星座】
5月2日，欧洲最大的几家航天公司组成联盟，共同竞标欧盟委员会的 IRIS² 多轨道安全卫星星座。IRIS²将补充欧洲在地球静止轨道（GEO）上的卫星，并使用量子加密技术来保护通信，旨在为欧洲各国政府、企业和公民提供一种新的安全且有弹性的连接基础设施。联盟将由空客公司（Airbus）、欧洲通信卫星公司（Eutelsat）、西班牙卫星公司（Hispasat）、SES公司和泰雷兹阿莱尼亚航天公司（Thales Alenia Space）管理，他们将共同致力于建立一个基于多轨道架构的最先进卫星星座，该星座可与地面生态系统实现互操作。（来源：Eutelsat网站、SpaceNews网站）
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https://spacenews.com/european-space-giants-join-forces-for-iris%c2%b2/
【Quantum Bridge与NRC合作开发用于远距离纠缠的全光子量子中继器】
5月11日，量子安全通信解决方案初创公司Quantum Bridge宣布获得加拿大国家研究委员会（NRC）的资助，双方将合作开发第一个用于传输远距离纠缠的全光子量子中继器。量子中继器是构建量子弹性互联网和通信网络的重要组成部分，Quantum Bridge构建的量子网络将在未来几年提供一系列有价值的应用，包括量子密钥分发、分布式量子计算和盲量子计算等。（来源：TQI网站）
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【Fraunhofer ILT为量子互联网开发光子学技术】
5月16日，弗劳恩霍夫激光技术研究所（ Fraunhofer ILT）表示正在为未来的量子网络开发技术，同时在北莱茵-威斯特法伦州资助下，安装网络节点的硬件，用于荷兰代尔夫特QuTech的量子互联网。这些硬件最初将用作测试和开发平台，未来将与亚琛的工业和研究合作伙伴一起开发用于联网量子计算机的新组件。未来该节点将被集成到欧洲量子网络中。（来源：Fraunhofer ILT网站）
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【英国CryoCMOS联盟创建4K和77K操作的CMOS晶体管模型】
5月11日，由SureCore公司领导的英国技术战略委员会资助的CryoCMOS创新联盟报告说，已经成功地制造了新的PDK质量级的晶体管模型，其特点是4K和77K操作。SureCore正在利用这些技术开发关键的基础IP，以实现用于量子计算空间的冷冻控制ASIC的设计。支持这项工作的关键技术是比利时新鲁汶的Incize进行的精确低温测量。（来源：SureCore网站）
原文链接：
https://www.sure-core.com/2023/05/11/4k-77k-transistor-models-cryoip-development/
【Zapata Computing和L3Harris合作探索国防部的量子计算解决方案】
5月10日，美国软件公司Zapata Computing宣布已与美国技术公司L3Harris等一起，向美国国防高级研究项目局提供了30个量子计算挑战方案。这将有助于确定量子计算在国防、化学、金融、机器学习和其他领域的潜在优势。Zapata和L3Harris正在开发基准，以达到解决今后面对复杂问题所需的特定性能水平，这些基准将通过提供量子技术的使用路线图，帮助美国国防部利用量子计算机的效用。（来源：Zapata官网）
原文链接：
https://www.zapatacomputing.com/news/zapata-darpa-award-quantum-solutions/
【SandboxAQ公司在美国空军成功测试其量子导航系统】
5月22日，SandboxAQ公司宣布，已经成功地与美国空军共同测试了其基于量子传感器的磁异常导航系统，并在空军基地进行了测试飞行。该导航系统是正在进行的准备工作和现代化工作的一部分，旨在探索和开发一种可靠的定位、导航和定时解决方案，以增强全球定位系统(GPS)。这种解决方案将在GPS不可用或被故意拒绝或欺骗的情况下提供不间断的导航。（来源：SandboxAQ网站）
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【索尼创新基金投资英国量子计算公司Quantum Motion】
5月24日，索尼创新基金作为最新投资者加入了英国量子计算公司Quantum Motion现有投资者的行列，目前Quantum Motion成功从投资者处筹集了超过4200万英镑的股权融资，这是英国量子初创公司迄今为止获得的最大一笔投资。作为索尼在量子技术领域的第一笔投资，索尼将与其他投资者一起支持Quantum Motion扩大其使用硅芯片开发可扩展量子计算机的规模。（来源：Quantum Motion网站）
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四、科技前沿
——国 内——
【光纤量子密钥分发实现1000km新纪录】
中国科大、中科院微系统所、光子技术有限公司（浙江）、长飞光纤有限公司、清华大学等的研究人员实现了1002km的光纤量子密钥分发距离新纪录。该系统使用3强度发送-不发送双场协议，发展了双频相位估计和超低噪声超导探测器等技术，将系统噪声降低到0.02Hz，在1002km超低损光纤条件下获得0.0034bps成码率，202km条件下获得47.06kbps，在300和400km条件下获得的成码率相较原始的“测量器件无关”实验提高了6个数量级。该成果5月25日发表于《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.130.210801
【基于铌酸锂光致折射效应的QKD注入攻击方案】
中国科大的研究人员发现铌酸锂调制器存在光致折射效应，利用该效应可能制造量子密钥分发发射端的安全漏洞，即只需从外部向发射端注入纳瓦功率的激光，可导致铌酸锂调制器件的状态调制发生偏差。该成果5月19日以编辑推荐形式发表于《Physical Review Applied》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevapplied.19.054052
【“九章”实现两个图论问题的量子优越性】
中国科大的研究人员使用144模式的“九章”光量子计算机解决了两个图论问题：Max-Haf问题（从复值矩阵中寻找最大Hafnian固定偶秩子矩阵）、密集k-子图问题，扩展了含噪声中等规模量子计算机（NISQ）能够实现“量子优越性”的任务清单，也证明了高斯玻色采样对随机算法的增强作用。该成果5月9日发表于《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.130.190601
【混合式高维编码量子密钥分发与组网方案】
中国科大的研究人员设计并验证了混合方式实现高维编码量子密钥分发的方案。该方案利用时间、偏振、空间模等自由度，通过自由度映射方案将高维编码（态制备）解耦为不同自由度分别编码的组合。在8维QKD实验验证中，在0dB衰减下平均误码率约0.57%，25dB衰减下误码率约15%（高维方案可容忍更高误码率）。该成果5月19日发表于《Physical Review Applied》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevapplied.19.054060
【实验观测网络化（多光源）量子非局域性】
中国科大等研究人员实验观测了多光源网络的量子非局域性。由多个独立光源组成的网络，其量子非局域性的验证不能使用标准Bell不等式测量，而需采用增强的全网非局域性。研究人员使用250MHz分析速率、12.5GHz同步参考、>400米间隔等设置，有效关闭光源独立性、类空间隔、测量无关性等漏洞，并以5个方差的水平观测到对全网非局域性特征不等式的违背，证明了量子力学违背多隐变量的经典解释。该成果5月11日以编辑推荐、物理特色形式发表于《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.130.190201
——国 际——
【全被动调制的量子密钥分发方案】
香港大学、西班牙维戈大学、加拿大多伦多大学等的研究人员提出了一种全被动调制的量子密钥分发方案，其光信号调制完全使用线性光学器件，结合后选择实现任意强度、任意偏振调制，从而可以免疫针对调制器、探测器的侧信道攻击。研究人员也给出了方案可行性分析。该成果5月31日发表于《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.130.220801
【芯片化的高速量子密钥分发系统】
瑞士日内瓦大学、意大利光子与纳米技术所等的研究人员研制了基于硅光发送端芯片、铝硼硅酸玻璃工艺接收端芯片的QKD系统。该发送端芯片支持高速、准确的状态调制（2.5GHz），接收端芯片具有偏振无关、低损耗特性，该系统可在151km标准单模光纤上实现1.3kbps成码率。该成果5月25日发表于《Photonics Research》。
论文链接：
https://doi.org/10.1364/prj.481475
【首次基于超导线路实现无漏洞Bell不等式验证】
苏黎世联邦理工学院、西班牙ICFO等的研究人员首次使用超导量子比特完成了无漏洞Bell不等式验证实验，通过建立相距30m的超导比特的确定性纠缠，测量CHSH不等式的S平均值达到2.0747，再次证明量子力学违反局域实在性。该成果5月10日发表于《Nature》。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-023-05885-0
【首次实现微波与光的纠缠】
奥地利科技学院、德国Walther-Meißner学院等的研究人员首次实现了微波（8.799GHz）与光波（193.46THz）的纠缠。研究人员利用铌酸锂光学振荡器与超导微波腔的组合构成极低噪声的电光调制器件，结合超宽（250ns）光脉冲泵浦实现了4个量级频谱跨度的频率转换。该成果5月19日发表于《Science》。
论文链接：
https://doi.org/10.1126/science.adg3812
【基于离子阱处理器实现通信波段量子中继】
奥地利因斯布鲁克大学、法国巴黎-萨克雷大学等的研究人员利用离子阱（一种量子计算机处理器方案）作为中继节点，实现了通信波段光子的量子中继，并实验了25km-25km光纤链路上的纠缠分发。理论计算，如果串联多个该类中继节点，能够支撑800km的纠缠分发。该成果5月22日发表于《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.130.213601
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